論文の概要: Quantum Origins of the Density Operator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.07465v1
• Date: Fri, 25 Dec 2020 00:24:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-19 07:40:39.201777
• Title: Quantum Origins of the Density Operator
• Title（参考訳）: 密度演算子の量子起源
• Authors: Mark G. Kuzyk
• Abstract要約: 量子力学の学生は、波動関数が孤立系に関するすべての既知の情報を含むことを教えられる。 本稿では,密度行列が基礎となる量子力学的記述と整合できるという事実に注目する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Students in quantum mechanics class are taught that the wave function contains all knowable information about an isolated system. Later in the course, this view seems to be contradicted by the mysterious density matrix, which introduces a new set of probabilities in addition to those that are built into the wave function. This paper brings attention to the fact that the density matrix can be reconciled with the underlying quantum-mechanical description using a two-particle entangled state with a one-particle subsystem as the simplest illustration of the basic principle. The extra-quantum probabilities are traced to the coefficients of superposition of the quantum state vector and the seemingly irreversible exponential population decay is shown to be compatible with the unitary time evolution of a pure state when the two particles interact. The two-particle universe thus provides the student with a tool for understanding how the density operator, with all its richness, emerges from quantum mechanics.
• Abstract（参考訳）: 量子力学のクラスの学生は、波動関数が孤立系に関するすべての既知の情報を含むことを教えられる。 後のコースでは、この見解は波動関数に組み込まれたものに加えて、新しい確率のセットを導入する謎の密度行列によって矛盾しているようである。 本稿では,1粒子サブシステムを持つ2粒子の絡み合い状態を用いて,基本原理の最も簡単な説明として,密度行列を基礎となる量子力学的記述と照合できる点に注目する。 量子状態ベクトルの重畳係数から量子外確率が追従され、2つの粒子が相互作用するときの純状態の単位時間進化と、一見不可逆な指数関数的集団崩壊が相容れないことが示されている。 したがって、2粒子宇宙は、密度演算子が量子力学からどのように現れるかを理解するためのツールを学生に提供する。

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