論文の概要: Examples of Atoms Absorbing Photon via Schrödinger Equation and Vacuum Fluctuations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.05585v1
- Date: Mon, 8 Apr 2024 14:59:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-09 13:55:49.115200
- Title: Examples of Atoms Absorbing Photon via Schrödinger Equation and Vacuum Fluctuations
- Title（参考訳）: シュレーディンガー方程式と真空ゆらぎによる光子吸収原子の例
- Authors: Yongjun Zhang,
- Abstract要約: 真空揺らぎが吸収結果のランダム性の起源であることを示す。
ランダム性を導入するメカニズムが存在しない場合、シュル「オーディンガー方程式」だけでプロセスの時間進化を制御している。
カシミール効果は真空のゆらぎと密接に結びついており、このメカニズムを検証するための有望な実験的道を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.313485776871956
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The absorption of photons by atoms encompasses fundamental quantum mechanical aspects, particularly the emergence of randomness to account for the inherent unpredictability in absorption outcomes. We demonstrate that vacuum fluctuations can be the origin of this randomness. An illustrative example of this is the absorption of a single photon by two symmetrically arranged atoms. In the absence of a mechanism to introduce randomness, the Schr\"odinger equation alone governs the time evolution of the process until an entangled state of the two atoms emerges. This entangled state consists of two components: one in which the first atom is excited by the photon while the second remains in the ground state, and another in which the first atom remains in the ground state while the second is excited by the photon. These components form a superposition state characterized by an unbreakable symmetry in the absence of external influences. Consequently, the absorption process remains incomplete. When vacuum fluctuations come into play, they can induce fluctuations in the weights of these components, akin to Brownian motion. Over time, one component diminishes, thereby breaking the entanglement between the two atoms and allowing the photon absorption process to conclude. The remaining component ultimately determines which atom completes the photon absorption. Similar studies involving different numbers of atoms can be conducted. Vacuum fluctuations not only introduce randomness but also have the potential to give rise to the Born rule in this context. Furthermore, the Casimir effect, which is closely tied to vacuum fluctuations, presents a promising experimental avenue for validating this mechanism.
- Abstract（参考訳）: 原子による光子の吸収は、基本的な量子力学的側面、特に吸収結果に固有の予測不可能さを考慮に入れたランダム性の出現を含む。
真空揺らぎがこのランダム性の起源であることを示す。
この図示的な例は、2つの対称配置された原子による1つの光子の吸収である。
ランダム性を導入するメカニズムがない場合、シュリンガー方程式は2つの原子の絡み合った状態が現れるまでプロセスの時間進化を制御している。
この絡み合った状態は、第1原子が光子によって励起され、第2原子が基底状態に残され、第1原子が基底状態に留まり、第2原子が光子によって励起される2つの成分からなる。
これらの成分は、外部の影響がない場合に、破壊不可能な対称性によって特徴づけられる重ね合わせ状態を形成する。
そのため、吸収過程は不完全なままである。
真空のゆらぎが生じると、ブラウン運動に似たこれらの成分の重みのゆらぎを誘発する。
時間の経過とともに、1つの成分は減少し、2つの原子間の絡み合いを断ち、光子吸収過程を終わらせる。
残りの成分は最終的にどの原子が光子吸収を完了するかを決定する。
異なる数の原子を含む同様の研究を行うことができる。
真空揺らぎはランダム性をもたらすだけでなく、この文脈でボルン則を生じさせる可能性がある。
さらに、真空揺らぎと密接に結びついているカシミール効果は、このメカニズムを検証するための有望な実験的道を示す。
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