Квантовая эволюция в терминах механического движения

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Туннельный эффект рассматривается с точки зрения локального реализма. Сделан вывод о том, что квантовый объект, туннелирующий через потенциальный барьер, нельзя интерпретировать как материальную точку, потому что такая интерпретация противоречит невозможности движения быстрее скорости света в вакууме. Такого противоречия не возникает, если квантовый объект рассматривать как сплошную среду, образованную материальными полями. Показано, что закон динамики механического движения этих полей материи может быть выведен из закона квантовой эволюции в форме интеграла по траекториям. Анализ процесса туннелирования показывает, что этот закон динамики имеет форму принципа наименьшего действия с комплексной временной переменной. Используемый здесь подход позволяет не только придать физическую интерпретацию туннельному эффекту, согласующуюся со специальной теорией относительности, но также описать широкий круг квантовых явлений, для которых традиционные методы исследования неосуществимы.

Об авторах

Алексей Юрьевич Самарин

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: samarin.ay@samgtu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7640-3875
SPIN-код: 1302-4639
Scopus Author ID: 56669973500
http://www.mathnet.ru/rus/person42489

кандидат физико-математических наук, доцент; каф. общей физики и физики нефтегазового производства

Россия, Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Список литературы

  1. Einstein A., Podolsky B., Rosen N. Can quantum mechanics description of physical reality be considered complete?, Phys. Rev., 1935, vol. 47, no. 10, pp. 777–780. https://doi.org/10.1103/PhysRev.47.777.
  2. von Neumann J. Mathematical Foundations of Quantum Mechanics. Berlin, Springer, 1996, x+262 pp. https://doi.org/10.1007/978-3-642-61409-5.
  3. Clouser J. F., Shimony A. Bell’s theorem. Experimental tests and implications, Rep. Prog. Phys., 1978, vol. 41, no. 12, pp. 1881–1927. https://doi.org/10.1088/0034-4885/41/12/002.
  4. Clauser J. F., Hornen M. A., Shimony A., Holt R. A. Proposed experiment to test local hidden-variable theories, Phys. Rev. Lett., 1969, vol. 23, no. 15, pp. 880–884. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.23.880.
  5. Freedman S. J., Clauser J. F. Experimental test of local hidden-variable theories, Phys. Rev. Lett., 1972, vol. 28, no. 14, pp. 938–941. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.28.938.
  6. Aspect A., Grangier P., Roger G. Experimental realization of Einstein–Podolsky–Rosen–Bohm Gedankenexperiment: A new violation of Bell’s inequalities, Phys. Rev. Lett., 1982, vol. 49, no. 2, pp. 91–94. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.49.91.
  7. Aspect A. Bell’s inequality test: More ideal than ever, Nature, 1999, vol. 398, no. 6724, pp. 189–190. https://doi.org/10.1038/18296.
  8. Bell J. S. On the Einstein Podolsky Rosen paradox, Physics, 1964, vol. 1, no. 3, pp. 195–200. https://doi.org/10.1103/PhysicsPhysiqueFizika.1.195.
  9. Eberhard P. H. Bell’s theorem and the different concepts of locality, Nuov. Cim. B, 1978, vol. 46, no. 2, pp. 392–419. https://doi.org/10.1007/bf02728628.
  10. Ghirardi G. C., Weber T. Quantum mechanics and faster-than-light communication: Methodological considerations, Nuov. Cim. B, 1983, vol. 78, no. 1, pp. 9–20. https://doi.org/10.1007/BF02721378.
  11. Gisin N. Stochastic quantum dynamics and relativity, Helvetica Physica Acta, 1989, vol. 62, no. 4, pp. 363–371. https://doi.org/10.5169/seals-116034.
  12. MacColl L. A. Note on the transmission and reflection of wave packets by potential barriers, Phys. Rev., 1932, vol. 40, no. 4, pp. 621–626. https://doi.org/10.1103/PhysRev.40.621.
  13. Hartman T. E. Tunneling of a wave packet, J. Appl. Phys., 1962, vol. 33, no. 12, pp. 3427–3433. https://doi.org/10.1063/1.1702424.
  14. Ni H., Saalmann U., Rost J.-M. Tunneling ionization time resolved by backpropagation, Phys. Rev. Lett, 2016, vol. 117, no. 2, 02300. https://doi.org/10.1103/physrevlett.117.023002.
  15. Satya Sainadh U., et al. Attosecond angular streaking and tunnelling time in atomic hydrogen, Nature, 2019, vol. 568, no. 7750, pp. 75–77. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1028-3.
  16. Steinberg A. M. How much time does a tunneling particle spend in the barrier region?, Phys. Rev. Lett., 1995, vol. 74, no. 13, pp. 2405–2409. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.74.2405.
  17. Zimmermann T., Mishra S., Doran B. R., Gordon D. F., Landsman A. S. Tunneling time and weak measurement in strong field ionization, Phys. Rev. Lett., 2016, vol. 116, no. 23, 233603. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.233603.
  18. Born M. Zur Quantenmechanik der Stoßvorgänge, Z. Phys., 1926, vol. 37, no. 2, pp. 863–867 (In German). https://doi.org/10.1007/BF01397477.
  19. Schrödinger E. Der stetige Ubergang von der Mikro- zur Makromechanik, Naturwissenschaften, 1926, vol. 14, no. 28, pp. 664–666 (In German). https://doi.org/10.1007/BF01507634.
  20. Bell J. S. Against ‘measurement’, Phys. World, 1990, vol. 3, no. 8, pp. 33–40. https://doi.org/10.1088/2058-7058/3/8/26.
  21. Samarin A. Yu. Nonlinear dynamics of open quantum systems, Vestn. Samar. Gos. Tekhn. Univ., Ser. Fiz.-Mat. Nauki [J. Samara State Tech. Univ., Ser. Phys. Math. Sci.], 2018, vol. 22, no. 2, pp. 214–224, arXiv: 1706.09405 [quant-ph]. https://doi.org/10.14498/vsgtu1582.
  22. Samarin A. Yu. Quantum evolution as a usual mechanical motion of peculiar continua, Vestn. Samar. Gos. Tekhn. Univ., Ser. Fiz.-Mat. Nauki [J. Samara State Tech. Univ., Ser. Phys. Math. Sci.], 2020, vol. 24, no. 1, pp. 7–21. https://doi.org/10.14498/vsgtu1724.
  23. Feynman R. P. Space-time approach to non-relativistic quantum mechanics, Rev. Mod. Phys., 1948, vol. 20, no. 2, pp. 367–387. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.20.367.
  24. Feynman R. P., Hibbs A. R. Quantum Mechanics and Path Integrals. Mineola, NY, Dover Publ., 2010, xii+371 pp.
  25. Zinn-Justin J. Path Integrals in Quantum Mechanics. Oxford, Oxford Univ. Press, 2005, xiii+318 pp.
  26. Kac M. Probability and Related Topics in Physical Sciences, Lectures in Applied Mathematics, vol. 1A. London, New York, Interscience Publ., 1959, xiii+266 pp.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах