¿Qué significa superposición coherente?

  1. Sólo hay un estado coherente:

    | α ⟩ = mi − | α | 2 2 ∑ norte = 0 ∞ α norte norte ! | norte ⟩

  2. Además, un estado puro no significa un estado coherente.

Pero, ¿qué quiere decir uno cuando habla de una superposición coherente de estado fundamental y excitado?

C | gramo ⟩ + d | mi ⟩ .
Al dibujar en la esfera del bloque, está en la superficie, pero también lo es solo por ser una superposición. Pero, ¿qué significa uno y qué implica?

También veo una publicación Phys.SE: 262052

Consulte el artículo young.physics.ucsc.edu/150/coherent.pdf para ver ejemplos de superposiciones coherentes e incoherentes.

Respuestas (2)

La palabra "coherente" se usa en Física de una manera bastante descuidada. Su primer estado es una combinación lineal de vectores propios de osciladores armónicos que se convierte en un gaussiano en representaciones de momento/posición. En un contexto más general, un estado coherente es solo un estado donde las coherencias (términos fuera de la diagonal en la matriz de densidad) no son cero, lo que significa que el estado puede saltar de un estado estacionario a otro.

Ahora, una superposición coherente es bastante como un estado coherente: se dice que una superposición es coherente si hay un observable que, si se aplica a un estado, puede convertirlo en otro también presente en la superposición. Como ejemplo, considere la z Los estados de giro hacia arriba y hacia abajo del eje del electrón en un experimento de Stern-Gerlach. Entonces hay un operador de espín, a saber S X , que puede convertir uno en el otro. Esto significa que forman una superposición coherente. Como contraejemplo, considere el suelo y los primeros estados excitados del oscilador armónico: el operador de creación puede convertir el primero en el último, pero este operador no es un observable. La superposición no es coherente, lo que significa que los elementos fuera de la diagonal en la matriz de densidad son irrelevantes para el problema en cuestión.

Gracias. Pero, ¿podrías explicarme la última frase? Si estoy en el estado fundamental del oscilador armónico, es diagonal en la base del estado fock, al igual que estar en los primeros estados excitados. Además, recuerdo que ⟨ a ^ ⟩ significa la amplitud de la radiación aunque no sea hermítica.
Recuerda: estoy en una superposición de los estados base y primero excitado. Si este ejemplo es confuso, considere la superposición de dos estados propios de posición pertenecientes a dos partículas en diferentes extremos del Universo. No puedes convertir uno en el otro, por lo que la superposición no es coherente.
Oh, entiende ahora. ¿Puedo decir que la superposición del suelo y los primeros estados excitados de SHO no es coherente porque a puede convertir uno a otro pero luego a no se puede dar la vuelta?
No por eso. No es coherente porque no hay un observable que pueda convertir uno en el otro. Los operadores de aniquilación y creación no son observables: no se pueden medir. Lo que puede hacer es construir productos con ellos que sean observables, pero estos productos no pueden convertir los estados fundamentales en estados excitados, ya que debe estar presente la misma cantidad de operadores de aniquilación y creación, de lo contrario, el operador resultante aún no es hermitiano.
¿Ese operador observable debería ser capaz de hacerlo retroceder o ser unitario?
Los observables son hermitianos. El operador de aniquilación no lo es, ya que su transposición conjugada es el operador de creación.

La coherencia tiene muchas caras. Ver Coherencia cuántica: ¿cuál es su definición?

El primer estado se refiere a un estado del campo. Originalmente , Glauber desarrolló este formalismo para dar una descripción cuántica de los campos láser. Más tarde fue adoptado en otros campos.

El segundo estado se refiere al estado de un sistema de 2 niveles (en su caso). También puede obtener estados de superposición con luz incoherente, pero esos no son muy útiles. La palabra coherente se usa para describir los estados de superposición que creas con campos coherentes. Por lo general, no tiene que cuantificar el campo, pero aún puede trabajar en lo que se conoce como aproximación "semiclásica". Esto significa que tiene un campo clásico y un sistema cuantificado. Esta es la situación experimental más común que uno encuentra. El campo que se ocupa de esto se denomina "control coherente". Echa un vistazo a PL Knight o NV Vitanov, tienen muchos papeles allí.

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