原子-光子散射中测量基的涌现
量子物理
2015-06-05 v1
摘要
量子测量过程一直是长期争论的源头。测量被假定将波函数坍缩到预定集合的一个态上——测量基。这个基的起源在量子力学中并未指定。根据退相干理论，测量基是由量子系统与其环境耦合的性质所决定的。这里我们展示了在单个囚禁原子离子的电子自旋演化中，由于自发光子散射，测量基是如何涌现的。利用量子过程层析成像，我们可视化了所有自旋方向在该基上的投影，当光子被散射时。这些基自旋态被发现与散射光子传播方向对齐。根据退相干理论，它们由于光子散射而经历最小的熵增，而正交态则完全混合，其熵最大增加。此外，我们展示了检测散射光子偏振可以高保真度地测量离子在涌现基中的自旋态。最后，我们展示了虽然光子散射将指针态的所有叠加与散射光子偏振纠缠在一起，但测量基态本身仍与其经典相关。我们的发现表明，原子自旋叠加的光子散射满足了量子测量过程的所有要求。
引用
@article{arxiv.1206.3847,
title = {Emergence of a measurement basis in atom-photon scattering},
author = {Yinnon Glickman and Shlomi Kotler and Nitzan Akerman and Roee Ozeri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1206.3847},
year = {2015}
}