Словарь терминов. Вектор состояния— величина, полностью описывающая состояние микрообъекта

Вектор состояния — величина, полностью описывающая состояние микрообъекта (электрона, протона, атома, молекулы) и вообще любой замкнутой квантовой системы.

В квантовой теории вектор состояния принято обозначать символом | >. Если какой-то набор данных, определяющих систему, обозначить буквой x, то вектор состояния будет иметь вид | x >.

Волновая функция (ВФ) — частный случай, одна из возможных форм представления вектора состояния, как функции координат и времени, или сопряженных им переменных. Это представление системы, максимально приближенное к привычному классическому описанию, предполагающему наличие общего и независимого ни от чего пространства – времени.

Описание состояния микрообъекта с помощью ВФ имеет статистический, то есть вероятностный характер: квадрат абсолютного значения (модуля) ВФ указывает значение вероятностей тех величин, от которых зависит ВФ. Например, если задана зависимость ВФ частицы от координат х, у, z и времени t, то квадрат модуля этой ВФ определяет вероятность обнаружить частицу в момент t в точке с координатами х, у, z. Поскольку вероятность состояния определяется квадратом ВФ, ее называют также амплитудой вероятности.

Гармонический осциллятор (ГО) — физическая система, совершающая гармонические колебания вокруг положения устойчивого равновесия. Для ГО потенциальная энергия системы U определяется выражением , где x — отклонение системы от положения равновесия, k — постоянный коэффициент. Для гармонического осциллятора средняя кинетическая энергия системы за период колебаний в точности равна средней потенциальной энергии.

Квантовый осциллятор характеризуется дискретным набором состояний, уровни энергии E_n которых расположены на равных расстояниях , где = 0, 1, 2 …, ħ — постоянная Планка, ω — собственная частота колебаний.

Гильбертово пространство (ГП)— применительно к задачам квантовой механики, это пространство возможных состояний системы, задаваемое набором собственных (базисных, или основных) состояний.

Элементы ГП должны обладать свойствами сходимости (то есть состоять из векторов, «длина» которых конечна), для которых определенным способом установлено понятие близости между объектами.

Существенную роль в ГП играют операторы. Определенный в ГП оператор действует на один элемент ГП и переводит его в другой.

В зависимости от задачи мы можем выбирать тот или иной набор базисных состояний. Если нас интересуют пространственные координаты частицы, тогда выбирается бесконечномерное гильбертово пространство, поскольку координата — непрерывная величина, и каждой точке пространства сопоставляется отдельное состояние частицы. Если нас интересует поведение спина частицы, мы можем выбрать в качестве базиса возможные для частицы состояния спина, например, «спин-вверх» и «спин-вниз».

Декогеренция — физический процесс, который сопровождается уменьшением квантовой запутанности (потерей когерентности квантовых суперпозиций) в результате взаимодействия системы с окружением. Декогеренция сопровождается появлением у нее классических черт, соответствующих информации, записанной в окружении. Это можно описать как образование квантовых корреляций (или запутывание, entanglement) между системой и ее окружением, возникающих в процессе их взаимодействия. В этом смысле декогеренция тождественна квантовому измерению.

Декогеренция, обусловленная взаимодействием квантовой системы с ее окружением, разрушает квантовые эффекты, превращая их в классические. Из-за этого взаимодействия происходит «перепутывание» состояний системы с таким большим количеством состояний окружающей среды, что когерентные эффекты «теряются» при происходящем усреднении и становятся ненаблюдаемыми.

Применительно к человеческой психике, декогеренция означает сужение внимания на объекте влечения, желания, пристрастия, зависимости, в результате чего человек оказывается в суженном пространстве восприятия.

Дифракция — рассеяние микрочастиц (электронов, нейтронов, атомов и т. п.) кристаллами или молекулами жидкостей и газов, при котором из начального пучка частиц формируются отклоненные пучки, направление и интенсивность которых зависят от строения рассеивающего объекта.

Дифракция частиц возникает в силу интерференции компонент, образованных при взаимодействии начального пучка с периодической структурой объекта и может быть понята лишь на основе квантовой теории. Дифракция частиц, с точки зрения классической физики, невозможна.

Дифракция света — явление, наблюдающееся при распространении света мимо резких краев различных тел (например щелей). При этом происходит нарушение прямолинейности распространения света, то есть отклонение от законов геометрической оптики.

Запутанные (квантово-коррелированные) состояния (ЗС) — форма корреляций составных систем, не имеющая классического аналога. ЗС — состояние составной системы, которая не может быть разделена на отдельные, полностью самостоятельные и независимые части, то есть это несепарабельное (неразделимое) состояние. ЗС могут возникать в системе, части которой взаимодействовали, а затем система распалась на не взаимодействующие друг с другом подсистемы. Для таких систем флуктуации отдельных частей взаимосвязаны посредством нелокальных квантовых корреляций, когда изменение одной части системы в тот же самый момент времени сказывается на остальных ее частях (даже разделенных в пространстве на бесконечно большие расстояния).

В случае взаимодействующих с окружением открытых систем связь между частицами будет сохраняться до тех пор, пока суперпозиция состояний не превратится под влиянием взаимодействия с окружающими объектами в смесь.

Интерференция — сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны. Если гребни одной волны совпадают с гребнями другой волны, то происходит усиление, и амплитуда возрастает. Если же гребни одной волны приходятся на впадины другой, то волны гасят друг друга, и амплитуда результирующей волны ослабевает.

Интерференция характерна для всяких волн независимо от их природы: для волн на поверхности жидкости, упругих (например, звуковых) волн, электромагнитных (например, радиоволн или световых) волн.

Классические корреляции — взаимосвязь характеристик каких-либо объектов посредством обычных взаимодействий путем обмена энергией. Скорость установления классических корреляций между объектами ограничена скоростью света.

Когерентность (от лат. cohaerens — находящийся в связи) — согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов, проявляющееся при их сложении. Колебания называются когерентными, если разность их фаз остается постоянной во времени и при сложении колебаний определяет амплитуду суммарного колебания.

Корреляция (от лат. correlatio — взаимозависимость) — систематическая и обусловленная связь между двумя рядами данных.

Нелокальность — термин, подчеркивающий мгновенную внепространственную связь запутанных состояний, когда одна частица или часть системы немедленно откликается на изменения с другой частицей или подсистемой вне зависимости от расстояния между ними.

Неопределенностей соотношение (принцип неопределенности) — одно из положений квантовой теории, утверждающее, что любая физическая система не может находиться в состояниях, в которых координаты ее центра инерции и импульс одновременно принимают точные значения. Эквивалентная формулировка заключается в том, что у любой системы энергия может быть измерена с точностью, не превышающей , где ħ — постоянная Планка, ∆ t — время измерения. Дpyгими словами, классические понятия кооpдинаты и импyльса пpименимы к микpочастицам лишь в пpеделах, yстанавливаемых соотношениями Гейзенбеpга. Таким образом, закон сохранения энергии в ходе малых промежутков времени может не выполняться, это дает возможность рождения виртуальных частиц (или пар), существующих непродолжительное время. Согласно квантовой теории поля любое взаимодействие может быть представлено как совокупность процессов с участием виртуальных частиц.

Поляризация света — свойство оптического излучения, состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распространения световой волны). Это связано с тем, что колеблющиеся в световой волне векторы напряженности электрического поля Е и напряженности магнитного поля Н перпендикулярны направлению распространения волны, и эти вектора выделяют в пространстве определенные направления.

Поток энергии характеризует интенсивность обмена энергией какого-либо объекта с окружением. Плотность потока энергии есть количество энергии, протекающее в единицу времени через единичную площадь поверхности, расположенной перпендикулярно потоку. Потоки энергии внутри тела возникают в силу неравномерности распределения энергии, то есть в силу наличия градиентов энергии, возникающих, например, при ускорениях. Применительно к нашему восприятию это ощущается как «дух захватило», «кровь к голове прилила», «волосы зашевелились» или мягкому чувствованию происходящего в теле.

Рассеяние — процесс взаимодействия микрочастиц с различными объектами (в том числе другими частицами), в ходе которого могут измениться их энергия, направление движения, внутреннее состояние и т. д.

Рекогеренция — процесс, обратный декогеренции, то есть переход от смешанных (классических) состояний к чисто-квантовым. Это процесс обретения системой квантовых свойств при прекращении или ослаблении взаимодействия с окружением. Для рекогеренции системы в квантовое состояние необходимо прекращение или ослабление обмена информацией с окружением.

Применительно к человеческой психике рекогеренция означает осознание, то есть переход к пониманию происходящего из более широкого восприятия мира. Для рекогеренции часто требуется дефокусировка внимания, то есть снятие фокуса внимания с вызвавшего пристрастие объекта, мысли или чувства без их подавления. В субъективном восприятии рекогеренция может быть охарактеризована состоянием покоя, ясности, не-занятости, расширенным видением происходящего. В случае «рекогеренции» бытовых неурядиц результат может быть выражен словами: «Этот вопрос меня больше не занимает»; «Я заметил вокруг столько нового и интересного»; «Оказалось, все очень даже неплохо»; «Я со всей ясностью понял, что надо делать».

Смешанное состояние — такое состояние системы, которое невозможно описать одним вектором состояния, оно может быть представлено только матрицей плотности. В смешанном состоянии не задан максимально полный набор независимых физических величин, определяющих состояние системы, а определены лишь вероятности w 1, w 2... обнаружить систему в различных квантовых состояниях, описываемых векторами состояния |1>, |2>…

Дата добавления: 2015-07-11