論文の概要: A quantum treatment of the Stern-Gerlach experiment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.14930v1
• Date: Thu, 22 Feb 2024 19:27:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-26 16:27:16.106698
• Title: A quantum treatment of the Stern-Gerlach experiment
• Title（参考訳）: Stern-Gerlach実験の量子処理
• Authors: K. M. Fonseca-Romero
• Abstract要約: ほとんどの教科書は、ニュートンの原子軌道の助けを借りてスターン・ゲルラッハの実験を提示することでスピンの概念を紹介している。 我々はベーカー・カンベル・ハウスドルフの公式と相互作用図形におけるシュリンガー方程式の直接積分という2つの簡単な方法を提供し、対応する進化作用素を決定する。 我々は、波動関数を計算し、位置スピンの絡み合いの概念に触れ、Stern-Gerlach実験の完全な量子記述が量子測定や非局所性といったトピックへの扉を開くことができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Most textbooks introduce the concept of spin by presenting the Stern-Gerlach experiment with the aid of Newtonian atomic trajectories. However, to understand how both spatial and spin degrees of freedom evolve over time and how the latter influence experimental outcomes, it is essential to employ a quantum approach. In this paper, we offer two simple methods, the Baker-Campbell-Hausdorff formula and the direct integration of the Schr\"odinger equation in an interaction picture, to determine the corresponding evolution operator. We not only provide an interpretation of the individual terms within this operator but also establish connections with semiclassical calculations, when feasible. Moreover, we compute the wave function and touch upon the concept of position-spin entanglement to illustrate how a full quantum description of the Stern-Gerlach experiment can open doors to topics like quantum measurement and nonlocality.
• Abstract（参考訳）: ほとんどの教科書は、ニュートンの原子軌道の助けを借りてスターン・ゲルラッハの実験を提示することでスピンの概念を紹介している。 しかし、空間的自由度とスピン的自由度の両方が時間とともにどのように進化し、後者が実験結果にどのように影響するかを理解するためには、量子的アプローチを採用することが不可欠である。 本稿では,ベーカー・カンベル・ハウスドルフの公式と,相互作用図におけるシュリンガー方程式の直接積分という2つの簡単な方法を提案し,対応する進化作用素を決定する。 この演算子内の個々の項の解釈を提供するだけでなく、半古典的計算との接続を確立することもできる。 さらに,Stern-Gerlach実験の完全な量子記述が,量子計測や非局所性といったトピックへの扉を開くことができることを示すために,波動関数を計算し,位置スピン絡み合いの概念に触れる。

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