דה-קוהרנטיות קוונטית
בתורת הקוונטים, דה-קוהרנטיות קוונטית היא הדרך לתאר את התגובה של מערכות מיקרוסקופיות עם סביבתן. תגובה זו, שלעיתים יכולה להיקרא "מדידה", גורמת לשינויים במערכת הנראים כמו קריסת פונקציית הגל, בהתאם לפירושים מסוימים של תורת הקוונטים. דה-קוהרנטיות קוונטית נגרמת על ידי אבולוציה תרמודינמית שאינה הפיכה, בניגוד לאבולוציה האוניטרית שנגזרת ממשוואת שרדינגר.
מערכת קוונטית היא קוהרנטית כל עוד היא אינה שזורה עם סביבתה, כך שהיא יכולה להימצא בסופרפיזיציה של מספר מצבים היכולים להתאבך זה עם זה. ברגע שהמערכת מגיבה עם סביבתה בצורה כזו שלכל מצב של המערכת יש מצב מקביל של הסביבה ומצבי הסביבה אינם חופפים ניתן להגיד שהסביבה "מדדה" את המערכת וזו איבדה את הקוהרנטיות שלה.
למושג דה-קוהרנטיות קוונטית יש חשיבות רבה בתחומי האינפורמציה הקוונטית והחישוביות הקוונטית. ההתקדמות האיטית ביישום המעשי של תחומים אלו נובעת בחלקה הגדול מדה-קוהרנטיות קוונטית שגורמת לקושי בשמירה על מצב שזור קוונטית. כתוצאה מאינטראקציה עם הסביבה, מצבים קוונטיים נוטים לאבד מהר מאד את הפאזות היחסיות המאפיינות אותם, ולקבל פאזות אקראיות.
לדה-קוהרנטיות יכולות להיות מספר סיבות ניסיוניות:
- זמני חיים סופיים של המצבים הקוונטיים
- רעשים ניסיוניים במערכת
- אינטראקציה עם הסביבה, כמו בליעה ופליטה של פוטונים מהחדר.
דוגמה לדה-קוהרנטיות קוונטית
דוגמה לדה-קוהרנטיות ניתן למצוא בניסוי שני הסדקים: כאשר קרן של חלקיקים, בין שהם פוטונים ובין שהם אלקטרונים או חלקיקים גדולים יותר, עוברת דרך שני סדקים ואחר-כך פוגעת במסך אזי על גבי המסך מתקבלת תמונת התאבכות. תמונת ההתאבכות נוצרת מכך שחלקיקים העוברים דרך הסדק העליון עוברים דרך שונה מאלו שעוברים דרך הסדק השני, ולכן צוברים פאזה אחרת, והפאזה קובעת האם כאשר הם פוגעים במסך ההתאבכות תהיה בונה או הורסת. לעומת זאת אם מתבצעת מדידה שבודקת דרך איזה מהסדקים עברו החלקיקים לפני שהם הגיעו למסך, אזי מדידה שכזאת גורמת לקריסה של פונקציית הגל של החלקיקים והורסת את תמונת ההתאבכות. גם מדידה חלקית שלא גורמת לקריסה מוחלטת של פונקציית הגל של החלקיקים, תגרום לכך שהפאזות יתערבבו ולכן תשבש בהדרגה את תמונת ההתאבכות.
דה-קוהרנטיות בפירוש העולמות המרובים
פירוש העולמות המרובים הוא ניסוח אלטרנטיבי של תורת הקוונטים שעל פיו פונקציית הגל של היקום מורכבת מאוסף של פונקציות גל ב"עולמות" מקבילים. דה-קוהרנטיות קוונטית מאפשרת ניסוח מדויק יותר של התאוריה משום שהיא מסוגלת להגדיר את אותם עולמות מקבילים.
לקריאה נוספת
- Mario Castagnino, Sebastian Fortin, Roberto Laura and Olimpia Lombardi, A general theoretical framework for decoherence in open and closed systems, Classical and Quantum Gravity, 25, pp. 154002–154013, (2008).
קישורים חיצוניים
- דה-קוהרנטיות קוונטית באנציקלופדיה לפילוסופיה של אוניברסיטת סטנפורד
