Вопрос про суперпозицию в кв. мех.

Question

Если к примеру частица находится в суперпозиции, то она находится в нескольких (не бесконечное число) этих состояниях одновременно, или в бесконечном множестве этих состояний, до е замерения?

Answer 1

Прекрасный вопрос о суперпозиции в квантовой механике! Когда мы говорим о частице находящейся в суперпозиции состояний, это означает, что частица находится в линейной комбинации нескольких квантовых состояний одновременно. Это позволяет ей существовать в нескольких состояниях одновременно до момента измерения.

Важно отметить, что обсуждаемая суперпозиция в контексте квантовой механики акцентируется на вероятностных аспектах поведения квантовой системы. Перед измерением частицы мы не можем однозначно определить е точное состояние, а лишь вероятность нахождения в различных состояниях.

С точки зрения множества состояний, в которых может находиться частица в суперпозиции, можно сказать, что в некоторых случаях частица может быть находиться в конечном множестве состояний, и в других - в бесконечном множестве. Это зависит от конкретной системы и принципов квантовой механики, которые определяют е возможные состояния.

Таким образом, в квантовой механике, пока частица не проходит измерение для фиксации е состояния, она может находиться в суперпозиции, а количество и тип состояний в этой суперпозиции зависит от конкретных условий системы?

Answer 2

Зависит от системы и от базиса. Если в вашем базисе, по которому вы раскладываете ваше состояние, всего лишь два независимых состояния, значит и суперпозиция будет состоять из двух состояний. Если их там три, то из трех. Если их там бесконечно много, и в суперпозиции будет бесконечно много компонент.
-
Для частицы со спином 1/2 возможных значений проекции спина всего 2. Можно представить спиновую часть волновой функции как суперпозицию двух состояний.
-
Для частицы со спином 1 возможных значений проекции спина 3. Значит, можно представить спиновую часть как суперпозцию трех состояний.
-
Если ж вы рассмотрите импульс. у него бесконечное множество значений. Это значит, что если вы хотите рассматривать состояние частицы как суперпозицию состояний с определенным импульсом, вам придется рассматривать суперпозицию бесконечного числа состояний.
-
Да даже можно рассмотреть волновую фунцию просто как функцию кординаты. Это уже суперпозиция бесконечного числа состояний с определенной кординатой.