Sistem deschis (mecanica cuantică)

Un sistem deschis în mecanica cuantică  este un sistem cuantic care poate schimba energie și materie cu mediul. Într-un anumit sens, orice sistem cuantic poate fi considerat un sistem deschis, deoarece măsurarea oricărei mărimi dinamice (observabile) este asociată cu o schimbare finală ireversibilă a stării cuantice a sistemului. Prin urmare, spre deosebire de mecanica clasică, în care măsurătorile nu joacă un rol semnificativ, teoria sistemelor cuantice deschise trebuie să includă teoria măsurătorilor cuantice.

Sistemele deschise din mecanica statistică și mecanica cuantică pot fi fie hamiltoniene, fie non-hamiltoniene. Evoluția sistemelor hamiltoniene este determinată în întregime de hamiltonianul său. De exemplu, în mecanica statistică de echilibru, sistemele cu un număr variabil de particule care pot fi considerate deschise sunt descrise de marea distribuție canonică Gibbs . O clasă importantă de sisteme deschise este clasa sistemelor non-Hamiltoniene. Procesele de autoorganizare sunt posibile în sistemele non-Hamiltoniene. Printre sistemele non-Hamiltoniene, sunt evidențiate sistemele disipative, acumulative și disipative generalizate.

Dinamica unui sistem cuantic hamiltonian este descrisă de un grup cu un parametru de operatori unitari. Ecuația von Neumann și ecuația Heisenberg sunt utilizate ca ecuații de mișcare . Evoluția unui sistem non-Hamiltonian supus influențelor externe, fie că este vorba de procesul de stabilire a echilibrului cu mediul sau de interacțiunea cu un dispozitiv de măsurare, este de obicei descrisă prin mapări complet pozitive. Dinamica sistemelor cuantice deschise non-Hamiltoniene care au proprietatea Markov este dată de ecuația Lindblad .

Studiile sistemelor cuantice deschise non-Hamiltonian datează din lucrările fizicianului polonez A. Kossakowski [1] , și sunt asociate cu introducerea conceptului de semigrup cuantic dinamic [2] [3] , dezvoltat apoi de G. Lindblad [4] .

Vezi și

• Sistem deschis (fizica)
• Sistem deschis (mecanica statistica)
• Mecanica cuantică
• probabilitate cuantică
• Ecuația Lindblad
• Sinergetice
• Structuri disipative

Note

1. ↑ Kossakowski A., „Despre mecanica statistică cuantică a sistemelor non-Hamiltoniene” Rep. Matematică. Fiz. Vol.3. (1972) pp.247-274.
2. ↑ Gorini V., Kossakowski A., Sudarshan ECG, „Semi-grupuri dinamice complet pozitive ale sistemelor N-level”, J. Math. Fiz. Vol.17. (1976) pp.821-825.
3. ↑ Gorini V., Frigerio A., Verri M., Kossakowski A., Sudarshan ECG, „Properties of quantum Markovian master equations”, Rep. Matematică. Fiz. Vol.13. (1978) pp.149-173.
4. ↑ Lindblad G., „Despre generatoarele de semigrupuri dinamice cuantice”, Commum. Matematică. Fiz. Vol.48. (1976) pp.119-130.

Literatură

• Accardi L., Lu YG, Volovich IV Quantum Theory and its Stochastic Limit . - New York: Springer Verlag, 2002.  (link inaccesibil)
• Alicki R., Lendi K. Semigrupuri dinamice cuantice și aplicații . Berlin: Springer Verlag, 1987.
• Attal S., Joye A., Pillet C.-A. Sisteme cuantice deschise: Abordarea Markoviană . — Springer, 2006.
• Breuer HP, Petruccione F., Teoria sistemelor cuantice deschise. (Oxford University Press, 2002).
• Davies EB Teoria cuantică a sistemelor deschise. Academic Press, Londra, 1976. ISBN 0-12-206150-0 9780122061509
• Ingarden RS, Kossakowski A., Ohya M. Dinamica informațiilor și sisteme deschise: abordare clasică și cuantică . — New York: Springer Verlag, 1997.
• Lindblad G. Non-Echilibrium Entropie and ireversibility. Delta Reidel . - Dordrecht, 1983. - ISBN 1-40-200320-X .
• Tarasov VE Mecanica cuantică a sistemelor non-hamiltoniene și disipative . - Amsterdam, Boston, Londra, New York: Elsevier Science, 2008.
• Weiss U. Sisteme disipative cuantice . - Singapore: World Scientific, 1993.
• Isar A., ​​​​Sandulescu A., Scutaru H., Stefanescu E., Scheid W. Open quantum systems  // Int. J. Mod. Fiz. - 1994. - Nr. 3 . - S. 635-714 .

Literatură în limba rusă

• Holevo AS Structura statistică a teoriei cuantice . - Moscova, Izhevsk: Institutul de Cercetare Informatică, 2003. - 192 p. — ISBN 5-93972-207-5 . Arhivat pe 28 iunie 2006 la Wayback Machine
• Procese aleatoare cuantice și sisteme deschise / Sat. articolele 1982-1984. Pe. din engleza. — M .: Mir, 1988. — 223 p.
• Breuer H.-P., Petruccione F. Teoria sistemelor cuantice deschise. M.: RHD, 2010. - 824 p.
• Gardiner KV Metode stocastice în științele naturii. M.: Mir, 1986. 528s.
• Klimontovich Yu. L. Introducere în fizica sistemelor deschise. M.: Janus-K, 2002. 284 p. ISBN 5-8037-0101-7
• Klimontovich Yu. L. Teoria statistică a sistemelor deschise. Volumul 3: Fizica sistemelor deschise cuantice. M.: Janus-K, 2001. 508 p.
• Klimontovich Yu. L. Introducere în fizica sistemelor deschise. Jurnal educațional Soros. 1996. N.8. pp. 109-116.  (link indisponibil)
• Rotter I., Descrierea stărilor nucleare ca structuri în sisteme mecanice cuantice deschise. ECHAYA, Volumul 19 Partea 2. (1988) pp. 275-306.