¿La decoherencia explica todos los casos de colapso de la función de onda?

Casi fenomenológicamente, "la aparición de motas de plata metálica en una placa fotográfica" es una transición termodinámica que ocurre a diferentes velocidades según los detalles de cómo se prepara la placa y los detalles de la exposición de la placa fotográfica. Tales transiciones termodinámicas a menudo se correlacionan de manera no trivial. Todo lo que QM tiene que hacer para ser útil es modelar o describir las estadísticas de las transiciones termodinámicas. [Tenga en cuenta que mi introducción de la idea de una transición termodinámica hace que mi afirmación aquí esté "cargada de teoría", no del todo fenomenológica, al menos hasta ese punto.]

La explicación no es necesaria para la Utilidad. Un tema de investigación en Filosofía de la Física ha sido tratar de determinar qué hace que un modelo sea "explicativo", lo cual, en mi opinión, no ha sido concluyente. Los modelos pueden ser más o menos útiles por muchas razones diferentes, incluida la manejabilidad y la franqueza de referencia entre elementos de la teoría y elementos de datos de señales experimentales. Tenga en cuenta que una clase de modelos puede parecer explicativa durante 50 años, incluso si es la teoría del flogisto, si el modelo es superficialmente bueno en cualquier forma.

Lo que me lleva a mi Respuesta, que estoy bastante seguro de que no encontrará útil, que es que Decoherence no explica particularmente bien, lo que sea que eso signifique, en parte porque no es un enfoque muy manejable. La decoherencia parece tener referentes bastante directos, lo que quizás sea lo que hace que a algunas personas les atraiga con bastante fuerza. Lo mismo ocurre con el "colapso de la función de onda": es posible estructurar datos experimentales tomando el colapso de la función de onda como una estrategia de modelado fundamental, pero hasta ahora nadie ha producido una matematización que sea lo suficientemente útil como para tratar con las estadísticas de la termodinámica. eventos. Hay personas que piensan que ilumina lo que estamos haciendo con QM en formas que podrían conducir a una mejor formulación matemática de toda la teoría, pero, creo, nada todavía.

De manera similar, puede notar que la física de partículas se llama más a menudo física de alta energía de lo que solía ser, lo que me parece que refleja la comprensión, no uniformemente reconocida, de que la explicación de las huellas de eventos termodinámicos obviamente relacionados en los detectores como "causado por partículas" se debilita por los muchos experimentos de baja energía que muestran que el concepto de partícula no puede ser tan simple. A partir de ahora, es probable que los campos cuánticos sean el lugar de las descripciones de los experimentos.

Tengo curiosidad por saber si puede derribar este argumento, tal como es. Creo que estás viendo todo esto mal, pero por supuesto que puedo ser yo. Que haya trabajado en esto durante mucho tiempo no garantiza mucho.

EDITAR (un comentario largo, en respuesta al comentario de Marty que menciona por primera vez "Quantum Siphoning"): considero que la función de onda y los operadores son una buena manera de generar medidas de probabilidad. El éxito empírico proviene de las probabilidades de poder ser buenos modelos para (o descripciones de) estadísticas de datos experimentales sin procesar. Considero que las probabilidades no causan eventos individuales, describen conjuntos de eventos (a pesar de las interpretaciones de propensión de la probabilidad). [ Si vamos por la ruta de la función Wigner, que no, excepto como una equivalencia matemática, porque creo que oscurece la relación con los datos empíricos: la función de onda es solo una función de probabilidad generalizada que a veces tiene valores negativos]. Si uno quiere cambiar las distribuciones de probabilidad como resultado de la experiencia, en lugar de tomando otros enfoques de las estadísticas, entonces uno debería usar algo como la regla de Bayes, que en general no solo cambia la probabilidad de 0.615802 a 0 o a 1. El "colapso" de la función de onda agrega un nivel adicional de estructura al concepto. de una distribución de probabilidad que creo que simplemente no encaja bien, como Matemáticas. Si la gente quiere usar "colapso", creo que tiene que hacerse de alguna manera diferente. Es posible que una interpretación de propensión funcione para usted,

Creo que prefiero mi descripción de eventos individuales (y es posible que tengamos que aceptar que este es un punto conflictivo), que deberíamos decir que los eventos individuales son "transiciones termodinámicas", lo que sea que eso signifique, dejando una explicación causal de cómo eso sucede para el futuro. El concepto de transiciones termodinámicas es el concepto histórico de la Física que creo encaja en el caso. Un evento termodinámico invoca implícitamente al menos un gran número, tal vez un número infinito de grados de libertad, para explicar qué sucede cuando hay una discontinuidad aparente, introduce un grado de complejidad difícil de manejar matemáticamente, lo que definitivamente tiene sus problemas. La decoherencia también introduce un número infinito de grados de libertad, pero creo que al presentar el entorno de la forma en que lo hace, no lo hace. t abarca adecuadamente la complejidad de la placa fotográfica. Creo que su descripción de lo que sucede en una placa fotográfica acepta esa complejidad, pero luego busca hacer que el "colapso" de un estado cuántico, que no tiene tanta estructura como la placa fotográfica, sea una explicación de lo que está sucediendo. Es importante que no se pase por alto, pero podemos medir dónde y cuándo suceden los eventos termodinámicos sin saber cómo suceden.

Espero que sea útil. ¡Espero que nadie más esté escuchando!

La respuesta es simple: la decoherencia no explica el colapso de la función de onda y posiblemente no podría hacer tal cosa. La decoherencia y el colapso son fenómenos complementarios, pero fundamentalmente diferentes.

Como máximo, la decoherencia hará que todos los términos de interferencia tengan fases esencialmente aleatorias, que promediarán cero, dejando solo probabilidades positivas al cuadrado en la diagonal. Este estado mixto generalmente se compara con una distribución de probabilidad clásica en microestados, y a la gente generalmente le gusta hacer que el juicio salte para decir que la decoherencia 'produjo' un límite clásico. Pero la verdad es que la decoherencia no hizo tal cosa. Las probabilidades, incluso si pueden interpretarse como una distribución clásica, sus incertidumbres son inherentemente cuánticas. Las medidas individuales (en el ejemplo que usó, un punto específico en una placa fotográfica plateada) seguirán siendo colapsos individuales. Solo después de tener una muestra estadísticamente significativa de estados propios,

Cualquier explicación debe explicar de dónde viene esta energía.

La energía proviene de la energía de un solo fotón que ha recorrido todo ese camino desde una estrella distante. E=h*nu , nu la frecuencia.

¿Cómo pretende hacer esto la "decoherencia"?

La decoherencia tiene poco que ver con fotones o partículas individuales. Tiene que ver principalmente con un sistema de muchas partículas donde las partículas son coherentes, es decir. son la solución completa de una ecuación mecánica cuántica para un sistema de muchos cuerpos, una sola función de estado, donde todas las fases están definidas por las condiciones de contorno de la creación de esta función de estado.

He escuchado una y otra vez que hay una matriz que está diagonalizada, pero nadie se ha ofrecido a decir de qué matriz están hablando. ¿Es, por ejemplo, la matriz de estados de posición del fotón?

Un rayo láser por ejemplo es coherente, lo que significa que cada fotón representado por un vector en una representación matricial tendrá elementos diagonales con los otros fotones, bien definidos, es decir, las fases son fijas y bien definidas. Cuando el haz pierde la coherencia, los elementos fuera de la diagonal tienden a cero y solo hay un fotón individual en la diagonal.

¿O tal vez son los estados de oxidación del átomo de plata?

La matriz de densidad en lo que respecta al fotón es irrelevante en esta situación. En cuanto a las reacciones iniciadas con los átomos de plata, se puede formular ya que son un estado de muchos cuerpos, pero la química simple es suficiente.

Y realmente me gustaría una mejor explicación de cómo se "diagonaliza" la matriz que simplemente repetir que está en "contacto térmico con el medio ambiente".

Bueno, aquí hay una entrada de blog que trata la matriz de densidad de forma clásica y mecánica cuántica. Lo leeré yo mismo, para precisar cómo las fases tienden a cero exactamente. Hasta ahora parecía una suposición razonable para un sistema aleatorio de muchos cuerpos.

Los fotones que golpean la plata de una estrella son un solo fotón. Su energía, transmitida al sistema molecular, inicia una reacción química, que puede estudiarse mecánicamente cuánticamente y con un formalismo de matriz de densidad, pero es irrelevante para la historia del fotón.

Ahora bien, si asumimos que el fotón de una desexcitación de un átomo en la estrella a años luz de distancia no ha interactuado en el camino, y esto es probable, ya que vemos espectros de absorción de las estrellas, entonces la función de estado átomo-fotón " colapsa" cuando el fotón golpea la plata, es decir, cuando interactúa por primera vez. "Colapso" es una forma de decir "interactúa". La función de probabilidad (que es la función de estado al cuadrado) nos dice cómo se creó el fotón y de dónde viene, etc. La especificación plateada da un golpe en la construcción experimental de la probabilidad distribución.