¿Se puede revivir el gato de Schrödinger?

Question

De acuerdo a la Mecánica Cuántica, el gato de Schrödinger está en un estado de superposición de $\frac{1}{\sqrt{2}}(\left|A\right> + \left|D\right>)$, donde $\left|A\right>$ e $\left|D\right>$ corresponden a los vivos y a los muertos estado, respectivamente. Un observador externo puede hacer una medición de $M_1$ para obtener un resultado de que el gato está muerto o vivo. Matemáticamente, $M_1$ es un uno mismo-adjoint operador $M_1=\left|A\right>\left<A\right| - \left|D\right>\left<D\right|$ con eigen vector $\left|A\right>$ e $\left|D\right>$. Después de la medición, el gato está en un estado de cualquiera de las $\left|A\right>$ o $\left|D\right>$. Parece que, en teoría, se puede realizar un tipo diferente de medida $M_2=\left|U\right>\left<U\right| - \left|V\right>\left<V\right|$ donde $\left|U\right>=\frac{1}{\sqrt{2}}(\left|D\right>+\left|A\right>)$ e $\left|U\right>=\frac{1}{\sqrt{2}}(\left|D\right>-\left|A\right>)$. Después de $M_2$, el gato va a estar en un estado de $\left|U\right>$ o $\left|V\right>$. Ahora supongamos primero hacemos la medición de $M_1$ y obtener el resultado de que el gato está muerto. Ahora estamos posteriormente realizar la medición de $M_2$ y obtendrá el resultado de $\left|U\right>$ o $\left|V\right>$ con igual probabilidad debido a las $\left|\left<U|D\right>\right|=\left|\left<V|D\right>\right| = \frac{1}{\sqrt{2}}$. Hasta este paso, todo parece plausible. Pero, ¿y si después de la medición $M_2$, llevamos a cabo la medición de $M_1$ nuevo. ¿Cuál será el resultado? Porque ahora el gato está en estado de $\left|U\right>$ o $\left|V\right>$ e $\left|\left<D|U\right>\right|=\left|\left<A|U\right>\right|=\left|\left<D|V\right>\right|=\left|\left<A|V\right>\right|$, el resultado de este adicional $M_1$ será ya sea vivo o muerto, con igual probabilidad. Sin embargo, a partir de la primera medición de $M_1$, sabemos que el gato ya está muerto, ¿cómo podemos tener la misma probabilidad de obtener el resultado de muertos y vivos a partir de la segunda $M_1$? Y, de hecho, después de la medición inicial $M_1$, se pueden repetir los $M_2$ e $M_1$ por número indefinido de veces hasta que veamos que el gato está vivo. Por lo que efectivamente se puede revivir el gato mediante la medición de $M_2$ e $M_1$ muchas veces. Este parece ser inverosímil.

Editar:

Tengo que destacar que aquí gato es sólo un ejemplo. Y tengo que admitir que es casi imposible conseguir un gato en el más puro estado cuántico. Pero eso no hace que esta pregunta no válido. Se puede sustituir el gato con un objeto microscópico como una molécula que probablemente pueda ser aislado en un estado puro.

Mi pensamiento actual es que $M_2$ es el problema. Quizás hay alguna teoría acerca de si es posible medir el $M_2$. Veo varias posibilidades:

1. Es físicamente absolutamente imposible medir el $M_2$. Si es así, quiero saber la razón detrás de ella.
2. Es casi imposible medir el $M_2$. Esto podría involucra algunos termodinámico argumento. Quiero que el argumento sea de hormigón en lugar de simplemente decir algo como el proceso no es reversible (en un sentido termodinámico). Básicamente, quiero saber que, habida cuenta de la construcción de las matemáticas de una medida, ¿cómo podemos saber si es termodinámicamente posible o no.
3. En realidad es posible medir el $M_2$ para algunos objetos. Esto va a ser muy interesante y quiero entender cómo podemos medir físicamente $M_2$.

Answer 1

Usted está siguiendo la idea errónea de que existe una función de onda de un objeto macroscópico, el gato, en este ejemplo, que puede ser modelada de acuerdo a la mecánica cuántica en la forma de usar la lógica para hacer.

Los objetos macroscópicos mecánica cuántica puede ser descrito en la matriz de densidad de formalismo, en nanómetros y micron situaciones con éxito, debido a que las fases se conservan en la diagonal de los elementos. Para un objeto macroscópico no son sólo elementos de la diagonal y de la física sigue la mecánica clásica.

La mecánica cuántica de el gato experimento , que conducen a la simplificación de "vivo o muerto" gato como dos estados cuánticos es un mal uso de el gato como un detector, en lugar de un contador geiger, para detectar si un núcleo ha decaído. Una descomposición núcleo es el estado cuántico. Si el gato es encontrado muerto, el núcleo se ha deteriorado, si se encuentra con vida, el núcleo no ha decaído. En tanto que en los cerrados de la caja el gato está vivo hasta que el núcleo se desintegra y libera el veneno.

Para analizar la existencia de el gato es el análisis de la probabilidad para traer de vuelta el núcleo ( el origen de la mecánica cuántica) a un no decayó estado , que tiene probabilidad cero si la energía y nuevas interacciones no se ponen en juego. No tiene nada que ver con el gato.

Si el núcleo se ha deteriorado, el contador Geiger cuenta una caries. Cuando el gato es el contador, si el núcleo se ha deteriorado, el gato está muerto. Cualquier análisis cuántico sólo puede hacerse en el núcleo.

Por favor, tenga en cuenta que las paradojas que aparecen en la física cuando una mezcla de las matemáticas de los modelos de dos marcos diferentes. En este análogo de el gato en una caja, dos matemáticos de los marcos se utilizan los clásicos, donde la energía, el impulso de seguir las ecuaciones clásicas, para el gato, (que tiene una energía diferente cuando vivo o muerto), y la mecánica cuántica de una descomposición del núcleo ( lo que da una probabilidad de un decaimiento en el tiempo t cuando la caja se abre).

Answer 2

Su pregunta trata de un objeto macroscópico (el gato de Schrödinger) como una partícula de espín. El experimento de Stern–Gerlach (1922) se evidencia la existencia de incompatibilidad de los operadores (observables) en el mundo microscópico. Incompatibilidad significa que si cambia la base de medición de destruir la anterior información; es por eso que usted puede conseguir de nuevo un resultado anterior.

Sin embargo, en el caso de un objeto macroscópico, para destruir la información anterior, requeriría de un operador en condiciones de revertir la entropía del objeto. Termodinámica excluiría, con muy alta probabilidad, la posibilidad de un operador.