論文の概要: Perturbative study of wave function evolution from source to detection of a single particle and the measurement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15409v4
- Date: Mon, 10 Feb 2025 15:26:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-11 14:25:04.060451
- Title: Perturbative study of wave function evolution from source to detection of a single particle and the measurement
- Title(参考訳): 震源からの波動関数進化の摂動論的研究 : 単一粒子の検出と測定
- Authors: Li Hua Yu,
- Abstract要約: 波動関数の進化を解明するために,2つのスリットの間に余分な開口スリットを考える。
すべてのスリットが長くて薄いとき、1Dシュレーディンガー方程式は最後の検出まで波動関数の進化を与える。
この関数は振幅と位相情報を持つ実数値であり,波動関数と密接に関連していることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
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- Abstract: We analyze the evolution of a particle wave function when it propagates through free space in the longitudinal z-direction from a thin entrance slit to a detector behind a thin exit slit parallel to the horizontal y-axis. We consider an extra aperture slit between the two slits to probe the evolution of the wave function and close the aperture slit starting from wide open until the detection counting rate in a repeated experiment drops to half. When all the slits are long and thin, the 1D Schroedinger equation gives the wave function evolution until the final detection. The width of the aperture slit in the vertical x-direction depends on the z-position of the slit providing an approximate description of the wave function evolution. The width of the function characterizing this dependence starts from the entrance slit. It grows wider until it reaches a maximum and then shrinks narrower and finally collapses into the exit slit where the particle is detected. Thus the envelope of this function has a spindle shape with its pointed ends at the two slits. Hence it is very different from the well-known wave function of the Schroedinger equation with the initial condition at the entrance slit, which is narrow only at the beginning, then grows wider until it reaches the exit slit, where it is much larger than the slit width. However, the phase information is lost because the aperture slit distorts the wave function. To keep the phase information, we replace the aperture slit with a thin pin (parallel to the y-axis) that blocks the wave function. We then study its perturbative effect on the counting rate of the detector. This analysis provides a function to probe the process of the wave function collapse right before the detection. We show this function is real-valued, with amplitude and phase information, and is closely related to the wave function.
- Abstract(参考訳): 水平y軸に平行な細い出口スリットの背後にある検出器への入射スリットから、縦方向のz方向の自由空間を伝播する粒子波関数の進化を解析する。
本研究では,2つのスリット間の余剰開口スリットについて検討し,波動関数の進化を探索し,繰り返し実験における検出カウントレートが半減するまで開口スリットを開放する。
すべてのスリットが長くて薄いとき、1Dシュレーディンガー方程式は最後の検出まで波動関数の進化を与える。
垂直x方向の開口スリットの幅は、波動関数の進化を近似的に記述するスリットのz位置に依存する。
この依存を特徴付ける関数の幅は、入口スリットから始まる。
最大に達するまで広く成長し、より狭くなり、最終的に粒子が検出される出口スリットに崩壊する。
したがって、この関数のエンベロープは2つのスリットに尖った端を持つスピンドル形状を持つ。
したがって、シュレーディンガー方程式のよく知られた波動関数と初期状態の入り口スリットとは大きく異なり、最初は狭く、出口スリットに到達するまで広く成長し、スリット幅よりもはるかに大きい。
しかし、開口スリットが波動関数を歪ませるため、位相情報が失われる。
位相情報を保持するために、アパーチャスリットを、波動関数をブロックする細いピン(y軸と平行)に置き換える。
次に、検出器のカウントレートに対する摂動効果について検討する。
この分析は、検出直前に波動関数が崩壊する過程を探索する機能を提供する。
この関数は振幅と位相情報を持つ実数値であり,波動関数と密接に関連していることを示す。
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