Wie man "System" und "Umwelt" in der Quantendekohärenz unterscheidet

Die Quantendekohärenz unterscheidet das ganze große System in "System" und Umgebung und zeigt, wie das System, wenn die Dichtematrix über die Umgebung verfolgt wird, von der Umgebung entkoppelt wird.

Aber das erfordert die Unterscheidung von Umgebung und System, und ich verstehe nicht, wie eine klare Trennung möglich ist. Sollte die Tatsache, dass das ganze große System aus Quanten besteht, nicht zur Vorsicht führen, Systeme willkürlich zu trennen, insbesondere unter Berücksichtigung spezieller Relativitätseffekte?

Antworten (2)

Die Tatsache, dass das gesamte System ein Quantensystem ist, ist für dieses Problem nicht relevant, und die spezielle Relativitätstheorie verbietet diese Trennung auch nicht, da sie nicht physikalisch ist.

Die Trennung erfolgt auf der Grundlage dessen, was das System ist, das Gegenstand eines Experiments ist. Die Umwelt ist dann alles andere, auch Sie.

Dekohärenz ergibt sich dann aus der praktischen Unmöglichkeit, das System vollständig von dieser Umgebung zu entkoppeln. Als solches interagiert die Umgebung mit dem System, was möglicherweise dazu führt, dass es in einem Eigenzustand dieser Interaktion zusammenbricht. Wir sagen, dass diese Wechselwirkung einen Zusammenbruch verursacht (oder wie auch immer Sie die Messung bevorzugen), wenn die Informationen über den Zustand in der gesamten Umgebung wiederholt werden, was klassisch ist, da das Messen der Umgebung jetzt gleichbedeutend ist mit dem Messen des Zustands auf derselben Basis. Dies ist eine Auswahl.

Die Quantendekohärenz unterscheidet das ganze große System in "System" und Umgebung und zeigt, wie das System, wenn die Dichtematrix über die Umgebung verfolgt wird, von der Umgebung entkoppelt wird.

Diese Zusammenfassung ist falsch. Das System ist an die Umgebung gekoppelt. Als Ergebnis dieser Kopplung werden Interferenzen unterdrückt und Sie können die Umgebung verfolgen, um einen gemischten Zustand anstelle eines reinen Zustands zu erhalten.

Aber das erfordert die Unterscheidung von Umgebung und System, und ich verstehe nicht, wie eine klare Trennung möglich ist. Sollte die Tatsache, dass das ganze große System aus Quanten besteht, nicht zur Vorsicht führen, Systeme willkürlich zu trennen, insbesondere unter Berücksichtigung spezieller Relativitätseffekte?

Die Trennung zwischen Systemen ist nicht willkürlich. Sie können mit der Umgebung interagieren, ohne mit dem System zu interagieren und umgekehrt. Es handelt sich also um getrennte Systeme.

Sie denken vielleicht, dass die Quantenmechanik nicht lokal ist und Sie den Zustand von System A ändern können, indem Sie mit System B interagieren. In Wirklichkeit ist die Quantenmechanik vollständig lokal:

https://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007 .

Sie könnten denken, dass der Satz von Bell impliziert, dass die Quantenmechanik nicht lokal ist, aber wenn dem so ist, liegen Sie falsch. Der Satz von Bell impliziert, dass Systeme, die durch stochastische Variablen beschrieben werden, nichtlokal interagieren müssten, um den Vorhersagen der Quantenmechanik zu entsprechen. Aber in der Quantenmechanik werden Systeme durch Heisenberg-Bild-Observablen beschrieben, nicht durch stochastische Variablen, und die Observablen ändern sich lokal.