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经典禁戒区域中量子粒子的速度

量子物理 2026-06-30 v1

摘要

最近,Sharoglazova 等人 [Nature 643, 67 (2025)] 提出了一种确定量子粒子在势垒经典禁戒区域中速度的程序,并在一个精彩的实验中实现了它。推断的速度与 Bohmian 速度显著不一致,作者将其作为对 Bohmian 力学的实验挑战。这令人费解,因为速度是从耦合波导中的粒子布居推断出来的,而 Bohmian 力学和标准量子力学对此做出相同的预测。我们通过对实验装置的详细理论分析解决了这个谜团。我们表明,速度推断依赖于一个假设,该假设在相关的(倏逝)区域中根据 Bohmian 力学和标准量子力学均不成立——即波导间隧穿时间由横向耦合决定,并且不受与纵向自由度纠缠的影响。我们还考虑了 Sharoglazova 等人提出的第二种速度估计,该估计基于禁戒区域中粒子的 B\"uttiker 停留时间公式。我们表明,作者错误地应用了该公式,而正确的应用会产生与 Bohmian 力学预测完全一致的结果。我们的分析包括对实验的二维波导模型中 Bohmian 轨迹、停留时间和纵向速度的显式计算。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.00100,
  title  = {Velocity of a Quantum Particle in a Classically Forbidden Region},
  author = {Christian Beck and Sheldon Goldstein and Dustin Lazarovici and Roderich Tumulka and Nino Zanghi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.00100},
  year   = {2026}
}

备注

44 pages LaTeX, 8 figure files