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量子力学中的时间:对量子流体力学与量子轨迹的新审视

量子物理 2019-12-02 v1 化学物理

摘要

量子流体力学是基于量子系统概率密度与通量(电流)密度的量子力学表述。它可用于定义轨迹,从而允许对量子力学作基于粒子的诠释,即通常所称的 Bohmian 力学。然而,量子流体力学依赖于通常的含时量子力学表述,其中时间作为参数出现。该参数描述量子系统状态与按经典力学演化的外部系统——时钟——之间的关联。借助量子系统分解为边缘系统与条件系统的精确因式分解(Exact Factorization),量子力学乃至量子流体力学可推广至量子时钟。本文发展了该理论,并证明仍可为量子系统定义轨迹,且这些轨迹有条件地依赖于时钟的轨迹。此类轨迹不仅从基础视角令人关注,而且每当相对于外部时间参数的动力学由“快”与“慢”自由度组成、且关注快自由度而慢自由度的量子效应(如波包分支)不可忽略时,也能找到实际应用。作为示例,针对非绝热动力学模型系统计算了时间与时钟依赖的轨迹,其中电子为量子系统、原子核为量子时钟,并由例如与激光场(未显式处理)的相互作用提供外部时间参数。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.13033,
  title  = {Time in quantum mechanics: A fresh look on quantum hydrodynamics and quantum trajectories},
  author = {Axel Schild},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.13033},
  year   = {2019}
}