Wenn sich alle Teilchen eines Bose-Einstein-Kondensats miteinander verschränken, bleibt das System dann immer noch ein Bose-Einstein-Kondensat?

Ich weiß, dass ein verschränktes System in einem einzigen verschränkten Zustand gefunden wird, und dass Sie, wenn Sie versuchen, den individuellen Zustand eines Teilchens aus einem verschränkten System unter Verwendung einer Matrix mit reduzierter Dichte zu beobachten, einen gemischten Zustand beobachten, obwohl Sie das ganze verschränkt beobachten System beobachten Sie einen reinen Zustand.

Behält ein BEC also seine Eigenschaften bei Verschränkung zwischen all seinen Partikeln?

Verschränkung ändert die physikalischen Eigenschaften eines Systems nicht. Es ändert die Korrelationen zwischen mehreren Messungen auf dem System. Darüber hinaus ist es etwas unbeständig in dem Sinne, dass die individuellen Korrelationen umso geringer sein können, je mehr Subsysteme an einem verschränkten Zustand teilnehmen, was in der „Verschränkungsmonogamie“ erfasst wird.
@CuriousOne Unterscheiden Sie zwischen den "physikalischen Eigenschaften" eines Systems und der Liste der Ergebnisse aller denkbaren Messungen, die man an diesem System durchführen könnte? Und wenn ja, worin besteht diese Unterscheidung?
@Rococo: Damit meine ich, dass verschränkte Photonenzustände ihre Energie nicht ändern oder eine effektive Masse aufnehmen, wie dies bei einer tatsächlichen physikalischen Wechselwirkung der Fall wäre. Die individuelle Messung ändert sich nicht auf merkliche Weise, was anders wäre als bei einer tatsächlichen physischen Interaktion. Ich kann mich irren, aber ich glaube nicht, dass dies bei einem BEC anders sein wird.
Behält ein BEC aus verschränkten Partikeln aufgrund identischer Bewegungsrichtung immer noch Suprafluidität (keine Reibung)?
@QuantumJournalist- unter bestimmten Umständen wird dies wahr sein. Superfluides Helium ist ein stark wechselwirkendes System, in dem der wahre Vielteilchenzustand vermutlich ein komplizierter verschränkter Zustand ist, aber es ist immer noch das prototypische Beispiel eines Superfluids.

Antworten (1)

Ein Ensemble interagierender Teilchen wird im Laufe der Zeit eine Verschränkung zwischen weit voneinander entfernten Teilen entwickeln*, also ist dies ähnlich der Frage, ob ein interagierendes System immer noch ein BEC sein kann.

Die kurze Antwort ist ja, aber eine Subtilität ist, dass verschiedene Autoren BEC auf leicht unterschiedliche Weise definieren.

Eine Möglichkeit, BEC zu definieren, ist, wie ich kürzlich in einer Antwort erwähnt habe, die Eigenschaft "Off-Diagonal Long Range Order" (ODLRO). Dies ist grob gesagt eine Möglichkeit, die Idee zu quantifizieren, dass ein BEC makroskopische Kohärenz hat. Es macht keine Probleme, diese Eigenschaft in einem kompliziert verschränkten Vielteilchenzustand zu testen, und es stellt sich heraus, dass man in einigen Fällen (wie schwach abstoßend wechselwirkenden Bosonen) immer noch so kommt wie im nicht-wechselwirkenden Fall. Siehe auch diese Antwort .

Eine andere Möglichkeit, BEC zu definieren, besteht darin, dass es sich um die makroskopische Belegung einer Einteilchendichtematrix handelt. Mit anderen Worten, die Matrix reduzierter Dichte eines einzelnen Teilchens hat bei Diagonalisierung (mindestens) einen Term der Ordnung N. Dies ist die vernünftige Verallgemeinerung der Idee, dass die BEC eine makroskopische Besetzung einer Einzelteilchen-Wellenfunktion ist . Die Verwendung von Dichtematrizen in der Definition ermöglicht es, Fälle mit Verschränkung zu behandeln, also wieder die Antwort, dass sich ein verschränktes Bose-System in einer BEC-Phase befinden kann.

*Es sei denn, es gibt so etwas wie Vielkörperlokalisierung, aber das ist ein Thema für einen anderen Tag ...

Ihre beiden Möglichkeiten, ein BEC zu definieren, sind tatsächlich identisch (dh das eine impliziert das andere).
@ Adam - nicht genau. Zum Beispiel hat ein System, das makroskopische Werte mehrerer Terme in der Einzelpartikeldichtematrix hat (ein „fragmentiertes BEC“) kein ODLRO, und ist daher ein BEC nach einer Definition und nicht nach der anderen.
Wenn sich alle Teilchen eines Bose-Einstein-Kondensats miteinander verschränken, bleibt das System dann immer noch ein Bose-Einstein-Kondensat?
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