¿Es el colapso de la función de onda inherentemente tiempo asimétrica?

Question

La ecuación de Schroedinger, como todos sabemos, es simétrica. En la teoría cuántica de campos, tenemos que venir para arriba con un más sofisticado CPT inversión, pero el punto esencial permanece sin cambios. Sin embargo, el colapso de la función de onda en la interpretación de Copenhague es manifiestamente tiempo asimétrica. Me corrija si estoy equivocado, pero se puede desplegar una función de onda, la conversión de un eigenfunction a una superposición de funciones propias?

Es esta asimetría conectado con la flecha termodinámica del tiempo y de la segunda ley de la mecánica estadística, o son independientes? ¿Cómo sería una desplegar aspecto, y podemos experimentalmente organizar una desplegar? ¿Por qué hay más colapsos de uncollapses? Si un observador unobserves un quantum cosita, ¿ que thingey desplegar?

Answer 1

El colapso del wavefunction se atribuye generalmente a la decoherencia. Se trata de tiempo asimétrico de la misma manera que la segunda ley de termodinámica es tiempo asimétrico. Supongo que es teóricamente posible que un wavefunction a uncollapse, pero esto es como decir es teóricamente posible que un huevo roto volver a montar sí mismo.

Answer 2

Como se sugiere en la respuesta anterior, en general, la decoherencia aumenta la entropía asociada con un sistema cuántico y, como tal, tiene el mismo tipo de tiempo de reversión de la asimetría que aparece en la termodinámica. La cuestión, sin embargo, también se ocupa de cómo un "desplegar" se vería. Aquí quiero ilustrar cómo esto se puede hacer en un principio.

El efecto neto de un proyectiva de medición en un puro sistema cuántico es un mapeo no lineal a partir de un estado inicial $|\psi\rangle$ a un estado final $|\psi'\rangle$. La no linealidad deriva del hecho de que el estado final debe ser normalizado.

Sin embargo, lo importante es que el estado final es también un estado puro de la unidad de la norma, y siempre existe una reversible unitaria de asignación de conexión de los dos. Por lo tanto, es posible aplicar simplemente la inversa unitario en el estado después de la medición para volver al estado original.

Aquí es un ejemplo. Supongamos que empezamos con el estado $\frac{1}{\sqrt{2}}(|0\rangle+|1\rangle)$ y la medida en la base computacional $\{|0\rangle,|1\rangle\}$. Después de la medición, el estado se describen por $|0\rangle$ o $|1\rangle$, con igual probabilidad. Por el bien del argumento, vamos a suponer que se trata de $|0\rangle$.

Entonces todo lo que necesitamos para recuperar nuestro estado original es aplicar una transformación de Hadamard

$H=\left(\begin{array}{cc} \frac{1}{\sqrt{2}} & \frac{1}{\sqrt{2}} \\\\ \frac{1}{\sqrt{2}} & -\frac{1}{\sqrt{2}} \end{array}\right)$

para recuperar el estado inicial. Esto se deduce de la relación

$H |0\rangle=\frac{1}{\sqrt{2}}(|0\rangle+|1\rangle)$. Tenga en cuenta que algo como esto puede ser implementado de forma rutinaria en el laboratorio.

En el caso de los estados mixtos y mediciones generales, la situación es un poco más complicado, pero con la introducción de un sistema auxiliar también se podría realizar un mapeo entre el estado después de una medición y antes de ella.

Answer 3

La no reversibilidad de la función de onda del colapso, si teóricamente cierto, va a establecer una distinción clara entre el tiempo como un mero conjunto de números reales que de manera secuencial en el seguimiento de un conjunto de eventos de un movimiento o de un proceso y el tiempo como nosotros conscientemente la experiencia, yo.e igual que el pasado, el presente y el futuro en el pasado nunca puede ser revisado y el presente de forma constante se desvanece en el pasado, para nunca volver de nuevo. Incluso si que invierte la rotación de la tierra o de su órbita alrededor del sol, la revocación es simplemente una inversión de movimiento o proceso y haría absolutamente ninguna diferencia en la forma en que conscientemente reloj el progreso del tiempo. La dirección de tales movimientos naturales sobre los cuales nuestro tiempo teórico es baed realidad es completamente arbitraria. Es por eso que creo que si la función de onda colapso irreversible que puede ser utilizado como un buen modelo de nuestro consciente del sentido del tiempo, es decir, la no - reversible tipo.