Квантовий ефект Зенона

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Квантовий ефект Зенона — ефект продовження часу життя метастабільної квантової системи при спостереженні. Ефект названий за аналогією з апоріями Зенона. Таку назву йому дали в 1977 році Джордж Сударшан та Байдьянат Місра з Техаського університету[1], але вперше цей парадокс був розглянутий Леонідом Халфіним у 1958 році[2][3]. У граничному випадку, коли спостереження ведеться неперервно, метастабільний стан ніколи не розпадеться. Час життя може й зменшитися, в такому разі ефект називають антизеноновим.

Ідея в тому, що тоді як у проміжках між вимірюваннями квантова система еволюціонуватиме поступово, причому на перших порах ця еволюція відрізнятиметься від експоненціального закону розпаду, вимірювання редукує її до чистого стану, й історія розпочинається спочатку.

Експериментальні спостереження[ред.ред. код]

Сильне сповільнення еволюції квантової системи, зв'язаної з термостатом, спостерігалося експериментально.

Девід Вайнленд зі співробітниками із NIST у 1989 спостерігали квантовий ефект Зенона в атомній системі[4]. Приблизно 5000 іонів 9Be+ упіймали в пастку Пеннінга й лазерно охолодили до 250 мК. За допомогою резонансного радіочастотного імпульсу усі атоми було переведено в збуджений стан, і надалі реєстрували випромінені фотони. Під час радіочастотного імпульсу іонна паска регулярно «вимірювалася» за допомогою УФ імпульсів. Як і сподівалися, УФ імпульс призупиняв перехід системи у збуджений стан, що добре узгоджувалося з теоретичною моделлю. Огляд продовження досліджень у цьому напрямку опубліковано в Reviews of Modern Physics[5]


Виноски[ред.ред. код]

  1. Sudarshan, E.C.G.; Misra, B. (1977). The Zeno’s paradox in quantum theory. Journal of Mathematical Physics 18 (4). с. 756–763. Bibcode:1977JMP....18..756M. doi:10.1063/1.523304. 
  2. Халфин Л. А. К теории распада квазистационарного состояния // ЖЭТФ. — 1958. — Т. 33. — С. 1371–1382.
  3. Халфин Л. А. Квантовый эффект Зенона // УФН. — 1990. — Т. 160, № 10. — С. 185–188.
  4. W.M.Itano; D.J.Heinsen, J.J.Bokkinger, D.J.Wineland (1990). Quantum Zeno effect. PRA 41 (5). с. 2295–2300. Bibcode:1990PhRvA..41.2295I. doi:10.1103/PhysRevA.41.2295. 
  5. D. Leibfried, R. Blatt, C. Monroe & D. Wineland: Quantum dynamics of single trapped ions Reviews of Modern Physics, Vol. 75, January 2003 p. 281