Decoerenza quantistica: differenze tra le versioni
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La teoria della '''decoerenza quantistica''', o '''desincronizzazione delle funzioni d'onda''', descrive un fenomeno che simula il [[collasso della funzione d'onda]] come conseguenza dell'interazione irreversibile (in senso [[Termodinamica|termodinamico]]) fra i [[Stato quantico|sistemi quantistici]] e l'ambiente esterno, fornendo una spiegazione di tale aspetto della [[meccanica quantistica]] senza ricorrere ad un apparato di misura.
==Teoria==
In [[fisica]] le [[Particella (fisica)|particelle]] vengono usualmente descritte mediante una [[funzione d'onda]] che evolve nel tempo secondo l'[[equazione di Schrödinger]]. In particolare il [[principio di sovrapposizione (meccanica quantistica)|principio di sovrapposizione]] gioca un ruolo fondamentale nella spiegazione di tutti i fenomeni di [[Interferenza (fisica)|interferenza]] osservati. Tuttavia questo comportamento è in contrasto con la [[meccanica classica]]; a livello macroscopico infatti non è possibile osservare una sovrapposizione di stati distinti. Un esempio ben noto è fornito dal [[paradosso del gatto di Schrödinger]]: un essere vivente non può essere contemporaneamente vivo e morto.
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In particolare, se il sistema viene preparato in una [[sovrapposizione coerente]] di stati, l'entanglement con l'ambiente porta alla perdita di coerenza tra le differenti parti della funzione d'onda che corrispondono agli stati sovrapposti. Il sistema ha una transizione spontanea dallo stato coerente a quello decoerente (in cui non è più in una sovrapposizione di stati, bensì in una [[miscela statistica]]). Il decadimento esponenziale della coerenza è regolato da una vita media (''tempo di decoerenza'' <math>\tau</math>) caratteristica per quel specifico sistema:
:<math> C(t) = C_o \, e^{-t/\tau}. </math>
Un quantone singolo immerso nell'ambiente ha un tempo di decoerenza <math>\tau_q</math> molto lungo, e quindi si trova tipicamente in uno stato coerente. Un sistema formato da <math>n</math> quantoni ha tempo di decoerenza <math>\tau_S</math> dato da
:<math>\tau_S = \frac{\tau_q}{n} </math>
Secondo la teoria della decoerenza, la differenza tra sistemi microscopici e macroscopici sta nel fatto che se i primi si possono isolare bene dall'esterno (cioè la coerenza si mantiene facilmente per un tempo sufficientemente "lungo"), lo stesso non si può dire per i secondi, per i quali invece si deve inevitabilmente tener conto dell'interazione con l'ambiente. Di conseguenza è praticamente impossibile osservare sovrapposizioni di stati macroscopicamente distinti (come il gatto di Schrödinger), perché se anche si riuscisse a prepararli (cosa in sé difficile, ma non vietata dalla teoria) avrebbero una vita media troppo breve.
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