Matka kvanttimekaniikasta klassiseen mekaniikkaan Dekoherenssi Matka kvanttimekaniikasta klassiseen mekaniikkaan 29.12.2018 Otso Huuska
Johdanto Kvanttimekaniikka ↔ klassinen mekaniikka Tarvittavia käsitteitä Ongelma? Yksinkertainen esimerkki Käytännön merkitys? 29.12.2018 Otso Huuska
Klassinen mekaniikka Yleinen suhteellisuusteoria Koko, aika Kvanttimekaniikka ? Nopeus, massa 29.12.2018 Otso Huuska
Klassinen mekaniikka Faasiavaruus Newtonin liikeyhtälöt p x 29.12.2018 Otso Huuska
Kvanttimekaniikka Hilbert-avaruus Esimerkki: kaksitilasysteemi: Schrödingerin yhtälö Superpositiot myös ratkaisuja: Klassiselta kannalta ongelma 29.12.2018 Otso Huuska
Ei voi esittää tilavektorina → Puhdas tila ↔ sekatila Esimerkki: kaksoisrakokoe elektroneille Puhdas tila: e- varjostin kaksoisrako mittaus Sekatila: Ei voi esittää tilavektorina → tiheysmatriisi 29.12.2018 Otso Huuska
Tiheysmatriisi Puhdas tila Sekatila Klassinen tila, jossa toisensa poissulkevat vaihtoehdot → diagonaalinen tiheysmatriisi Diagonaalialkiot voidaan tulkita klassisiksi todennäköisyyksiksi 29.12.2018 Otso Huuska
Dekoherenssi Puhtaasta tilasta saatava aikaan sekatila, joka edustaa klassista superpositiota Bohr: kvanttimaailman ja klassisen raja Von Neumann: ”Process 1” (1932) Nykyinen näkemys: vuorovaikutus ympäristön kanssa aiheuttaa dekoherenssin 29.12.2018 Otso Huuska
Esimerkki Ympäristö ≈ n kpl harmonisia värähtelijöitä (1-D) Sijoitetaan hiukkanen Alkutila Tiheysmatriisi x x’ x x’ t 29.12.2018 Otso Huuska
Ei-diagonaalielementit pienenevät eksponentiaalisesti: Vaikuttavia tekijöitä: T, Δx, η Monimutkaisempia malleja, kokeita Nykyinen teoria riittää selittämään siirtymän kvanttimekaniikasta klassiseen ilman käsienheiluttelua 29.12.2018 Otso Huuska
Merkitys Teoreettinen puoli: nykyinen teoria riittävä Käytäntö Aluksi filosofinen suhtautuminen ongelmaan Nykyään sovelluksia, joissa dekoherenssi tärkeää Kvanttitietokoneet Aktiivinen tutkimuskohde 29.12.2018 Otso Huuska
Yhteenveto Puhdas tila, sekatila, tiheysmatriisi Superpositiotilan mittaus: tiheysmatriisi diagonalisoituu? Vuorovaikutus ympäristön kanssa → dekoherenssi → diagonalisoituminen Laskettavissa: nykyinen teoria riittävä Tärkeää mm. kvanttitietokoneissa → aktiivinen tutkimuskohde 29.12.2018 Otso Huuska