Де Броль -Бом теориясы

Уикипедия — ашық энциклопедиясынан алынған мәлімет
Jump to navigation Jump to search

Де Броль -Бомның теориясы , пилоттық толқындар теориясы , боммалық механика , Бомның түсіндірмесі және себеп-салдарын түсіндіру - кванттық механиканың түсіндірмесі . Барлық ықтимал конфигурациялар кеңістігіндегі толқын функциясынан бөлек, ол байқалмаған кезде де бар нақты конфигурацияны ұсынады. Конфигурация уақытының эволюциясы (яғни, барлық бөліктердің позициялары немесе барлық өрістердің конфигурациясы) толқын функциясымен жетекші теңдеу арқылы анықталады . Уақыт бойынша толқын функциясының эволюциясы Шредингер теңдеуі арқылы беріледі. Теория Луи де Бройль (1892-1987) және Дэвид Бом (1917-1992) деп аталған.

Теория детерминистикалық [1] және айқын нөлдік емес : кез-келген бөлшектердің жылдамдығы оның толқындық функциясымен берілген жүйенің конфигурациясына тәуелді жетекші теңдеудің мәніне байланысты; бұл жүйенің шекаралас шарттарына байланысты..

Теория классикалық механика үшін термодинамикаға ұқсас өлшеу формализміне әкеледі, бұл әдетте Копенгаген түсінігіне байланысты стандартты кванттық формализмді береді. Теорияның айқын емес орналасуы Копенгаген түсіндірмесінде кванттық механиканың түсіндірілуіне дәстүрлі түрде берілген « өлшеу мәселесі ». Брогли-Бомстағы Теориялық ереже негізгі заң емес. Керісінше, осы теорияда ықтималдық тығыздығы мен толқындық функция арасындағы байланыс толқынды функцияны реттейтін негізгі қағидаларға қосымша кванттық тепе-теңдік гипотезасы деп аталатын гипотезаның мәртебесіне ие.

Теория 1920 жылы 1927 жылы Копенгагеннің сол кездегі негізгі Копенгаген интерпретациясының пайдасына бас тартуға ниеттенген де Брукидің тарихи дамуы болды. Дэвид Бомм, басым православиядан қанағаттанбаған, 1952 жылы де Бруклидің ұшқыш толқыны теориясын қайта ашты. Бомның ұсыныстары кеңінен қабылданбады, ішінара олардың мазмұнымен байланысты емес себептерге байланысты, бірақ оның орнына Бомның жас коммунисттік құрылымдарымен байланысы болды. [2] Де Броль -Бом теориясын басты теориялық тұрғыдан алғанда, негізінен айқын емес жердің арқасында, кеңінен танылғаны анықталды. Беллдің теоремасы (1964) Беллдің Дэвид Бомның жұмысын ашқаны және одан кейін теорияның айқын нелокальность жойылуы мүмкін екендігіне күмән келтірді. 90-шы жылдардың басынан бастап, Де Броль -Бом теориясына кеңейтілімдерді қалыптастыруға қызығушылық қайта жаңғыртылды, оны спин немесе қисық кеңістіктік геометрия сияқты басқа ерекшеліктермен қатар, арнайы салыстырмалық және кванттық өріс теориясымен салыстыруға тырысады. [3]

Философия Стэнфорд энциклопедиясы туралы баптың Кванттық decoherence ( Гидо Bacciagaluppi, 2012 ) топтар « кванттық механика тәсілдері » пилоттық-толқын теориялар «бір (басқалары Копенгаген түсіндіру, жатыр, оның бес топқа,» объективті коллапс теориялар , many- әлем түсіндіру және модальды түсіндірулер ).

Теорияның бірнеше эквивалентті математикалық тұжырымдары бар және олар әр түрлі аттармен белгілі . De Broglie толқынында Фарадей толқыны деп аталатын макроскопиялық ұқсастық бар. [4]

Шолу[өңдеу]

Де Броль -Бом теориясы келесі постулаттарға негізделген:

Атап айтқанда, бұл соңғы ара қатынасы теорияның аксиомасы ретінде жиі көрсетілсе де, 1952 жылы Бомның түпнұсқа қағаздарында статистикалық-механикалық дәлелдерден туындайды. Бұл дәлел 1953 жылы Бомның жұмысы арқылы қолдауға ие болды және 1954 жылы Вигьер мен Бомның 1954 жылғы мақаласында дәлелденді, онда олар кванттық теңдеулерден кванттық тепе -теңдікке дейінгі асимптотикалық релаксация процесін басқаратын стохастикалық сұйықтық ауытқуларын енгізді (ρ → | ψ | 2 ).

Қосарланған тәжірбие[өңдеу]

Электронды екі бөлік экспериментінен өтетін боммандық траекториялар. Осындай үлгіні ақ фотондардың әлсіз өлшемдерінен экстраполяция жасалды. [5]

Қос қабатты эксперимент толқынды-бөлшектердің двойственностының иллюстрациясы болып табылады. Онда бөліктердің (электрондар сияқты) бір шұңқыры екі қимасы бар тосқауыл арқылы өтеді. Егер тосқауылдың сырт жағында детекторлы экранды қойса, анықталған бөлшектердің үлгісі экранға келген екі толқындарға тән кедергілерді көрсетеді (екі бөліктен); алайда, кедергі үлгісі экранға түскен бөлшектерге сәйкес келетін жеке нүктелерден тұрады. Жүйе толқындардың екеуі де (кедергілер үлгілері) және бөлшектердің (экрандағы нүктелердің) мінез-құлқын бейнелейді.

Егер біз бұл сынақты бір саңылау жабық етіп өзгерте алсақ, ешқандай кедергі үлгісі байқалмайды. Осылайша, екі саңылаудың күйі түпкілікті нәтижелерге әсер етеді. Сонымен қатар бөлшектердің бір-біріне өтіп кетуін анықтау үшін саңылаулардың бірінде минималды инвазивті детектор болуы мүмкін. Біз мұны істегенде, кедергі үлгісі жоғалады.

Копенгагеннің интерпретациясы бөлшектердің кеңістікте анықталмайынша локализацияланбағанын, егер табылған бөліктерде детектор болмаса, онда бөлшектің қайсысының кесіп кеткендігі туралы ақпарат жоқ. Егер бір қиманың детекторы болса, онда бұл функцияның анықталуына байланысты толқын функциясы бұзылады.

Де Броль -Бом теориясында толқындық функция екі сынықта да анықталған, бірақ әрбір бөлшектердің белгілі бір траекториядан өтетін жақсы анықталған траекториясы бар. Бөлшектің детектор экранындағы соңғы бөлшегінің орны және бөлшектер арқылы өтетін бөлшек бөлшектердің бастапқы күйімен анықталады. Осындай бастапқы ұстаным экспериментатор арқылы білуге немесе басқаруға болмайды, сондықтан анықтаудың кездейсоқтық пайда болуы мүмкін. Бомстың 1952 жылғы мақаласында ол Ньютон теңдеулеріне енгізілген кезде кванттық потенциалды құру үшін толқындық функциясын қолданды, ол екі саңылау арқылы ағып жатқан бөлшектердің траекториясын берді. Іс жүзінде толқындық функция өзіне кедергі келтіреді және бөлшектерді кванттық әлеуетпен бағыттайды, сондықтан бөлшектер кедергі болып табылатын аймақтарға кедергі келтіреді және араласу сындарлы болып табылатын аймақтарға тартылады, бұл интерференцияға әсер етеді детектордың экраны.

Теория[өңдеу]

Де Броль -Бом теориясының онтологиясы конфигурациядан тұрады </img> Әлемнің ұшқыш толқыны </img> . Конфигурация кеңістігі </math> </img> классикалық механикадағы және стандартты кванттық механикадағыдай таңдауға болады.

Осылайша, пилоттық-толқындық теорияның онтологиясы траектория ретінде бар </math> </img> классикалық механикадан толқынды функция ретінде білеміз </img> кванттық теориясы. Сонымен, әр сәтте толқындық функция ғана емес, сондай-ақ бүкіл ғаламның жақсы анықталған конфигурациясы бар (яғни Шредингер теңдеуін шешуде қолданылатын шекаралық шарттармен анықталған жүйе). Біздің тәжірибемізге сәйкестігі мидың конфигурациясын анықтау арқылы бүкіл әлемнің конфигурациясының кейбір бөлігімен жасалады \in Q</math> </img> , классикалық механикадағы сияқты.

Классикалық механиканың онтологиясы де Бройль-Бомның теориясының онтологиясының бөлігі болғанымен, динамика өте өзгеше. Классикалық механикада бөлшектердің үдеуі физикалық үш өлшемді кеңістікте болатын күштермен тікелей беріледі. Де Бройль-Böhm теориясы, бөлшектердің жылдамдығы N жүйесінде бөлшектердің санына сәйкес келетін 3 N -dimensional конфигурациялық кеңістікте, бар wavefunction, беріледі; [6] Bohm әр бөлшектің кванттық потенциал толқындық функциямен қамтамасыз етілген ақпаратқа жауап беру қабілетін қамтамасыз ететін «күрделі және нәзік ішкі құрылымы» бар деп болжады. [7] Сонымен қатар, классикалық механикадан өзгеше, физикалық қасиеттер (мысалы, массасы, заряды) бөлшектердің жағдайында локализацияланған емес де Бройль-Бомның теориясының толқындық функциясы бойынша таралады. [8] [9]

Бөлшек болып табылмайтын толқын функциясы жүйенің динамикалық эволюциясын анықтайды: бөлшектер толқын функциясына кері әсер етпейді. Боммен және Хилейдің сөзінше, «кванттық өріске арналған Schrödinger теңдеуі көздеріне ие емес және ол өріс бөлшектердің жай-күйіне тікелей әсер етуі мүмкін [...] кванттық теория кванттық өрістің бөлшектерге тәуелділіктің басқа көздеріне немесе басқа көздеріне ие емес деген көзқарас тұрғысынан толығымен түсініледі ». [10] П. Голланд бөлшектердің өзара әрекеттесуінің және толқындық функцияның осы теорияда бейнеленген көптеген классикалық емес қасиеттердің болмауы деп санайды. [11] Ол Голландия кейінірек осы сипаттаманың толық байланысты кері реакция ғана айқын болмауы, шақырды, алайда, бұл атап өткен жөн. [12]

Осы теорияға кеңейтулерді спин және күрделі конфигурация кеңістіктері жатады.


Кеңейтімдер[өңдеу]

Пилоттық толқындар теориясы айқын нөлдік емес, бұл ерекше салыстырмалықпен көрінетін қақтығыс. Бұл мәселені шешуге тырысқан «Бома тәрізді» механиканың әртүрлі кеңейтімдері бар. Bohm өзі 1953 жылы бір бөлшекті Дирак теңдеуін қанағаттандыратын теорияны кеңейтті . Дегенмен, бұл өте көп бөлшектер үшін кеңейтілмеді, себебі ол абсолютті уақытты қолданды. [13]

1990 жылдары Боммиан теориясының Лоренц-инвариантты кеңейтімдерін құрудағы жаңартылған қызығушылық пайда болды; Бохм және Хилейді қараңыз: Бөлінбеген Әлем, және [14] [15] және онда сілтемелер. Басқа көзқарас Dürr және басқаларының [16] жұмысында берілген, онда олар Bohm-Dirac үлгілерін және ғарыштық уақыттың Лоренц-инвариантты бені қабатын пайдаланады.

Нелокальность мен қолайлы қабаттылық арасындағы ара қатынас төмендегідей түсінікті болуы мүмкін. Броджли-Бомстағы теорияда нелокальность бір бөлшектің жылдамдығы мен жылдамдығының барлық басқа бөлшектердің лездік позицияларына байланысты екенін көрсетеді. Екінші жағынан, салыстырмалылық теориясында жеделдіктің ұғымы инвариантты мәнге ие емес. Осылайша, бөлшектердің траекториясын анықтау үшін, ғарыштық уақыттық нүктелерді бірден деп қарастыруға болатын қосымша ереже қажет. Бұған қол жеткізудің қарапайым тәсілі ғарыштық уақытты қолмен қолмен енгізу арқылы, әр қабаттың әрқайсысында гиперплирусты бірдей уақытта анықтайды.

Алғашында бозондарды салыстырмалы түрде сипаттау қиындықтарына байланысты Броджли-Бомстағы теорияда фотонды траекториясын сипаттау мүмкін болмады. [17] 1996 жылы Partha Ghose Duffin-Kemmer-Petiau теңдеуінен бастап массивтік бозондарға және массажсыз бозондарға (және, демек, фотонды ) арналған, спин-0 және спин-1 бозондарының релятивистикалық кванттық-механикалық сипаттамасын ұсынды. [17] 2001 жылы Жан-Пьер Вигье богемия механикасының немесе Нельсон стохастическом механикасының шеңберінде бөлшектердің траекториялары бойынша айқын анықталған жарықтың сипаттамасын алудың маңыздылығын атап өтті. [18] Сол жылы Ghose нақты оқиғалар үшін Bohmian фотонды траекториясын жасады. [19] Кейінгі әлсіз өлшеу эксперименттері болжанған траекториямен сәйкес келетін траекторияны берді. [20] [21]

Кванттық өріс теориясы[өңдеу]

Dürr және басқалар [22] [23] авторлары «Bell-типті кванттық өріс теориясы» деп аталатын « жасаушылар мен жоюшы операторларды өңдеуге арналған До Бролли-Бомстағы теорияның кеңеюін сипаттайды. Негізгі идея - конфигурация кеңістігі бөлшектердің кез-келген санының барлық мүмкін конфигурацияларының (бөлінбейтін) кеңістігі болып табылады. Уақыттың бөлігі үшін жүйе анықталған бөлшектердің белгіленген санына негізделген теңдеулермен дамиды. Бірақ стохастическом процесінде бөлшектер құрылуы мүмкін және жойылады. Жаратылыс оқиғаларын тарату толқынды функциямен байланысты. Толқынды функция өзін толық мульти-бөлшектердің конфигурация кеңістігі бойынша әрдайым дамиды.

Hrvoje Nikolić [24] бөлшек траекториялары үздіксіз, бірақ бөлшектердің детекторлары бөлшектердің жасалуы немесе жойылуы сияқты құрылды немесе жойылғандай әрекет етеді. [24] бөлшектерді құру және жоюдың таза детерминистік де Брогли-Бомм теориясын ұсынады. болмайды.

Нәтижелері[өңдеу]

Төменде De Broglie-Bohm теориясын талдаудан туындайтын нәтижелердің кейбір маңызды сәттері келтірілген. Эксперименттік нәтижелер кванттық механиканың барлық болжанған болжамдарымен келіседі, себебі соңғы болжамдар бар. Дегенмен, стандартты кванттық механика «өлшеулер» нәтижелерін талқылаумен шектелген кезде де Бройли-Бомстың теориясы сыртқы бақылаушылардың араласуынсыз жүйенің динамикасын басқаратын теория болып табылады (б.   117 Белл [25] ).

Стандартты кванттық механикамен келісу үшін негіздер бөлшектерге сәйкес бөлінеді </img> . Бұл байқаушылардың білмеуі туралы мәлімдеме, бірақ бұл теориямен реттелетін Әлем үшін бұл әдетте іс жүзінде болады деп дәлелденеді [26] . Әлемнің кіші жүйелері басқаратын толқын функциясының құлдырауы байқалады, бірақ әмбебап толқын функциясының құлдырауы жоқ.

Тәжірибелер[өңдеу]

Зерттеушілер ESSW экспериментін орындады. [27] Олар фотонды траекториялары сюрреалистік емес, бірақ дәлірек айтқанда, жолдар сюрреалистикалық көрінуі мүмкін екендігін анықтайды, бірақ тек Бомстың теориясына тән нелокальность ескермеген жағдайда ғана. [28] [29] [30]

Тағы қараңыз[өңдеу]

  • Дэвид Бом
  • Фарадей толқыны
  • Кванттық механиканың интерпретациясы
  • Madelung теңдеулері
  • Жергілікті жасырын-айнымалы теория
  • Кванттық механика
  • Ұшқыш толқыны
  • Вакуумды суперфлюд теориясы
  • Кванттық механикадағы сұйықтық аналогтары
  • Ықтималдылық ток

Сілтемелер[өңдеу]

  1. Bohm, David (1952). "A Suggested Interpretation of the Quantum Theory in Terms of 'Hidden Variables' I". Physical Review 85 (2): 166–179. Bibcode 1952PhRv...85..166B. doi:10.1103/PhysRev.85.166. 
  2. F. Дэвид Тор, шексіз әлеуеті: Дэвид Боммның өмірі мен уақыты (1997), б. 133. Джеймс Т. Кушинг, Quantum Mechanics: Тарихи жағдай және Копенгаген гегемониясы (1994) «Кванттық механиканың Копенгаген интерпретациясының гегемониясы» туралы теориялық теориялардың қалай қабылдауға болатынын мысал ретінде Бохман механикасы сияқты теориялар туралы талқылайды әлеуметтік аспектілер.
  3. Дэвид Бохм және Базил Дж Хилей, Бөлінбеген Әлем - 1993 жылы Бомның қайтыс болғаннан кейінгі Quantum теориясының Ontoloji түсіндірмесі ; қаралды Физика TODAY (1994) Шелдон Гольдштейн арқылы. Дж. Кушинг, А.Фин , С.Голдштейн (редакция), Бохман механикасы және кванттық теория - Бағалау (1996).
  4. {{{тақырыбы}}}. — ISBN 978-0-8122-1002-6., p. 117.
  5. D. Bohm және B. Hiley: Бөлінбейтін әлем: кванттық теорияның онтологиялық түсіндірмесі , с. 37.
  6. HR Brown, C. Dewdney және G. Horton: «Бомдық бөлшектер және оларды нейтронды интерферометрия аясында табу», Физика негіздері , 1995, 25 том, 2-с., 329-347 бет.
  7. Дж. Ананан, «Кванттық өлшеу мәселесі және гравитациялық өрістің ықтимал рөлі», Физика негіздері , 1999 ж., Наурыз, 29 том, 3-шығарылым, 333-348 бет.
  8. D. Bohm және B. Hiley: Бөлінбейтін әлем: кванттық теорияның онтологиялық түсіндірмесі , с. 24 .
  9. Peter R. Holland: The Quantum Theory of Motion: An Account of the De Broglie–Bohm Causal Interpretation of Quantum Mechanics, Cambridge University Press, Cambridge (first published 25 June 1993), Үлгі:ISBN hardback, Үлгі:ISBN paperback, transferred to digital printing 2004, Chapter I. section (7) "There is no reciprocal action of the particle on the wave", p. 26.
  10. П. Голланд: «Гамильтондық толқынның және бөлшектердің кванттық механикадағы II: Гамильтон-Якоби теориясы және бөлшектердің кері реакциясы», Nuovo Cimento B 116, 2001, с.   1143-1172, толық мәтінді баспа р. 31 ).
  11. Passon, Oliver (2006). "What you always wanted to know about Bohmian mechanics but were afraid to ask". Physics and Philosophy 3 (2006). arXiv:quant-ph/0611032. Bibcode 2006quant.ph.11032P. doi:10.17877/DE290R-14213. 
  12. Nikolic, H. (2004). "Bohmian particle trajectories in relativistic bosonic quantum field theory". Foundations of Physics Letters 17 (4): 363–380. arXiv:quant-ph/0208185. Bibcode 2004FoPhL..17..363N. doi:10.1023/B:FOPL.0000035670.31755.0a. 
  13. Nikolic, H. (2005). "Bohmian particle trajectories in relativistic fermionic quantum field theory". Foundations of Physics Letters 18 (2): 123–138. arXiv:quant-ph/0302152. Bibcode 2005FoPhL..18..123N. doi:10.1007/s10702-005-3957-3. 
  14. Dürr, D. (1999). "Hypersurface Bohm–Dirac Models". Physical Review A 60 (4): 2729–2736. arXiv:quant-ph/9801070. Bibcode 1999PhRvA..60.2729D. doi:10.1103/physreva.60.2729. 
  15. a b Ghose, Partha (1996). "Relativistic quantum mechanics of spin-0 and spin-1 bosons". Foundations of Physics 26 (11): 1441–1455. Bibcode 1996FoPh...26.1441G. doi:10.1007/BF02272366. http://www.springerlink.com/content/yq03611746404204/fulltext.pdf. 
  16. Cufaro Petroni, Nicola (2001). "Remarks on Observed Superluminal Light Propagation". Foundations of Physics Letters 14 (4): 395–400. doi:10.1023/A:1012321402475. , therein: section 3. Conclusions, page 399.
  17. Ghose, Partha (2001). "Bohmian trajectories for photons". Physics Letters A 290 (5–6): 205–213. Bibcode 2001PhLA..290..205G. doi:10.1016/s0375-9601(01)00677-6. http://web.mit.edu/saikat/www/research/files/Bohmian-traj_PLA2001.pdf. 
  18. Sacha Kocsis, Sylvain Ravets, Boris Braverman, Krister Shalm, Aephraim M. Steinberg: "Observing the trajectories of a single photon using weak measurement" Үлгі:Webarchive 19th Australian Institute of Physics (AIP) Congress, 2010.
  19. Kocsis, Sacha (2011). "Observing the Average Trajectories of Single Photons in a Two-Slit Interferometer". Science 332 (6034): 1170–1173. Bibcode 2011Sci...332.1170K. doi:10.1126/science.1202218. 
  20. Duerr, Detlef; Goldstein, Sheldon; Tumulka, Roderich; Zanghi, Nino (2004). "Bohmian Mechanics and Quantum Field Theory". Physical Review Letters 93 (9): 090402. arXiv:quant-ph/0303156. Bibcode 2004PhRvL..93i0402D. doi:10.1103/PhysRevLett.93.090402. PMID 15447078. 
  21. Duerr, Detlef; Goldstein, Sheldon; Tumulka, Roderich; Zanghi, Nino (2005). "Bell-Type Quantum Field Theories". Journal of Physics A: Mathematical and General 38 (4). arXiv:quant-ph/0407116. Bibcode 2005JPhA...38R...1D. doi:10.1088/0305-4470/38/4/R01. 
  22. a b Nikolic, H (2010). "QFT as pilot-wave theory of particle creation and destruction". International Journal of Modern Physics 25 (7): 1477–1505. arXiv:0904.2287. Bibcode 2010IJMPA..25.1477N. doi:10.1142/s0217751x10047889. 
  23. {{{тақырыбы}}}. — ISBN 978-0-521-33495-2.
  24. Dürr, D.; Goldstein, S.; Zanghì, N. (1992). "Quantum Equilibrium and the Origin of Absolute Uncertainty". Journal of Statistical Physics 67 (5–6): 843–907. arXiv:quant-ph/0308039. Bibcode 1992JSP....67..843D. doi:10.1007/BF01049004. 
  25. Englert, Berthold-Georg; Scully, Marian O.; Süssmann, Georg; Walther, Herbert (1992). "Surrealistic Bohm Trajectories". Zeitschrift für Naturforschung A 47 (12): 1175. Bibcode 1992ZNatA..47.1175E. doi:10.1515/zna-1992-1201. https://www.researchgate.net/publication/276382824. 
  26. Mahler, D. H; Rozema, L; Fisher, K; Vermeyden, L (2016). "Experimental nonlocal and surreal Bohmian trajectories". Science Advances 2 (2). Bibcode 2016SciA....2E1466M. doi:10.1126/sciadv.1501466. http://advances.sciencemag.org/content/2/2/e1501466. 
  27. Mahler, D. H.; Rozema, L.; Fisher, K.; Vermeyden, L. (2016). "Experimental nonlocal and surreal Bohmian trajectories". Science Advances 2 (2): e1501466. Bibcode 2016SciA....2E1466M. doi:10.1126/science.1501466. https://www.newscientist.com/article/2078251-quantum-weirdness-may-hide-an-orderly-reality-after-all/. 
  28. "New Evidence Could Overthrow the Standard View of Quantum Mechanics". Wired. https://www.wired.com/2016/05/new-support-alternative-quantum-view/. 

Әдебиеттер[өңдеу]

Сыртқы сілтемелер[өңдеу]