Măsurare (mecanica cuantică)

Măsurarea în mecanica cuantică  este un concept care descrie posibilitatea de a obține informații despre starea unui sistem prin efectuarea unui experiment fizic .

Rezultatele măsurătorilor sunt interpretate ca valori ale mărimii fizice , care este asociată cu operatorul hermitian al mărimii fizice, numit în mod tradițional observabil . Valorile de măsurare însele sunt valorile proprii ale acestor operatori, iar după o măsurare selectivă (adică o măsurătoare al cărei rezultat este cunoscut de experimentator), starea sistemului apare în propriul său subspațiu corespunzător valorii obținute. , care se numește reducerea von Neumann . Cu o măsurătoare „absolut precisă” idealizată, pot fi obținute numai astfel de valori ale unei mărimi fizice care aparțin spectrului operatorului corespunzător acestei mărimi și nu altele. Exemplu: valorile proprii ale operatorului de proiecție a spinului unei particule cu spin 1/2 pe o direcție arbitrară sunt doar cantitățile , prin urmare, în experimentul Stern-Gerlach, fasciculul unor astfel de particule este împărțit numai în două - nici mai mult nici mai puțin - fascicule cu proiecții de spin pozitiv și negativ pe direcția câmpului magnetic gradient.

Dacă rezultatul măsurării rămâne necunoscut experimentatorului (o astfel de măsurătoare se numește neselectivă ), atunci sistemul cuantic intră într-o stare care este în general descrisă de matricea de densitate (chiar dacă starea inițială a fost pură ), diagonală în baza operatorului mărimii fizice măsurate, iar valoarea fiecăruia dintre elementele diagonale din această bază este egală cu probabilitatea rezultatului corespunzător al măsurării.

Probabilitatea de a obține una sau alta valoare proprie ca rezultat al măsurării este egală cu pătratul lungimii proiecției vectorului de stare inițială normalizat la unitate pe subspațiul propriu corespunzător.

Într-o formă mai generală, valoarea medie a mărimii care se măsoară este egală cu urma produsului operatorului matricei de densitate al sistemului cuantic și operatorului mărimii corespunzătoare.

Vezi și

Literatură