Egoera kuantiko

Wikipedia(e)tik
Hona jo: nabigazioa, Bilatu

Egoera kuantikoa, sistema kuantiko baten egoera fisikoaren deskribapena da.

Mekanika kuantikoa, teoria formal bat da, hau da, kopuru formalak deskribatzen dituena (ez fisikoak), egoera bektorea bezala, uhin funtzio deitua jarraikako oinarridun irudikapenetan, edo matriz dentsitatean. Kopuru hauek, formalismo edo interpretazio jakin batentzako, behagarri fisikoekin bat datoz.

Ondorioz, egoera kuantikoa, kontzeptu matematiko eta abstraktu bat baino ez da, eta zailtasun iturri bat, teoriari, lehen aldiz aurre egitean. Bereziki, egoera kuantikoa ez da aurki daitekeen egoera, objektu kuantiko bat behatzean, beti lortzen baita balio propio bat behagarri horrentzako, sistemaren egoera, behagarri horrentzako egoera propio bat izan ez arren.

Paul Diracek, notazio boteretsu eta sentsu bat asmatu zuen abstrakzio hau, bra-ket notazioa bezala ezagutzen den tresna matematiko batean harrapatzeko. Notazio oso malgu bat da, eta teoriarentzako oso egokiak diren notazio formalak ahalbidetzen ditu. Adibidez, erreferentzia egin diezaioke |kitzikatutako atomo bati>, |\!\!\uparrow\rangleri, gorantzako espindun sistema batentzako, edo baita |0> eta |1>i ere, qubitekin aritzean. Honek, deskribapen matematikoaren konplexutasuna estaltzen du, egoera, koordenatu oinarri batean proiektatzean agertzen dena. Adibidez, atomo hidrogenoidea deskribatzen duen |1s> notazio trinkoa, funtzio konplexu batean bihurtzen da Laguerren polinomioetan eta harmoniko esferikoetan |r> posizio bektoreen oinarrian proiektatzean. Emaitza den Ψ(r)=<r|1s> espresioa, uhin funtzio bezala ezagutua, egoera kuantikoaren irudikapen espaziala da, zehazki, bere proiekzioa benetako espazioan. Beste irudikapen batzuk ere posible dira, espazioan momentuen proiekzioa bezala (edo espazio elkarkariak). Irudikapen ezberdinak, objektu bakar baten, egoera kuantikoaren alde ezberdinak dira:

Hezigarria da osziladore harmoniko kuantikoaren egoera kuantikorik erabilgarrienak kontutan hartzea:

  • Fock egoera |n> (n zenbaki osoa) energia zehatzeko egoera bat deskribatzen duena.
  • Egoera koherentea |α> (α zenbaki konplexua), fase egoera bat deskribatzen duena.
  • Egoera termikoa, oreka termikoan dagoen egoera bat deskribatzen duena.

Lehenengo biak, egoera kuantiko puruak dira, hau da, Diracen ket bektore baten bidez deskriba daitezke, azkena, egoera kuantiko misto bat den bitartean, hau da, egoera puruen nahasketa estatistiko bat. Egoera misto batek, deskribapen estatistiko bat behar du, deskribapen kuantikoaz gain. Hau, matriz dentsitatearekin lortzen da, mekanika kuantikoa, mekanika kuantiko estatistikora hedatzen duena.