קריסת פונקציית הגל

על פי פרשנויות מסוימות של מכניקת הקוואנטים (ובפרט פרשנות קופנהגן), קריסת פונקציית הגל היא אחד משני תהליכים בהם מערכות קוונטיות נוהגות על פי חוקי מכניקת הקוונטים. כיוון שפונקציית הגל מתארת בצורה מתמטית את ההסתברות להימצאות החלקיק במרחב ובזמן, הכוונה בדרך כלל היא לנקודה במרחב ובזמן בה החלקיק מתגלה, לדוגמה פגיעה של החלקיק בגלאי. הממשות של קריסת פונקציית הגל נתונה לוויכוח - האם זהו תהליך פיזיקלי בפני עצמו, או שמא זוהי תופעה משנית של תהליך קוונטי אחר, כגון דה-קוהרנטיות קוונטית.

מבוא

בכתיב דיראק ניתן לבטא את פונקציית הגל של מערכת פיזיקלית באופן הבא:

$|\psi \rangle =\sum _{n}\psi _{n}|n\rangle$

כאשר הביטוי $|n\rangle$ מבטא את האפשרויות הקוואנטיות השונות. פרמטר מדיד של המערכת מותאם לכל בסיס עצמי, כשלכל אחת מהאפשרויות יש ערך עצמי $\ e_{n}$, של הפרמטר.

ה $\psi _{n}=\langle n|\psi \rangle$ הם מקדמי אמפילטודת ההסתברות, והם מספרים מרוכבים. לשם הפשטות, נניח כי משוואת הגל מנורמלת: $\langle \psi |\psi \rangle =1$, כלומר $\langle \psi |\psi \rangle =\sum _{n}|\psi _{n}|^{2}=1$.

כאשר עורכים מדידה על הפרמטר המדיד, הקשור לבסיס העצמי, המצב של פונקציית הגל משתנה מ—$|\psi \rangle$, רק לאחד מה־$\ |n\rangle$, עם הסתברות בורן שהיא $\left|\psi _{n}\right|^{2}$. תהליך זה קרוי קריסה, משום שכל יתר האיברים בפיתוח פונקציית הגל נעלמים או קורסים.

אם מתבצעת מדידה כללית יותר, על מנת לבדוק האם המערכת מצויה במצב $\ |\phi \rangle$, אזי המערכת מבצעת "קפיצה", או דילוג קוונטי מהמצב ההתחלתי $|\psi \rangle$ למצבה הסופי $\ |\phi \rangle$ עם הסתברות של $\ |\langle \phi |\psi \rangle |^{2}$. לפיכך קפיצה קוונטית וקריסת פונקציית הגל הם תהליכים הפוכים, או צדדיו של אותו המטבע.

ראו גם

• החתול של שרדינגר
• פירוש העולמות המרובים

ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום למכלול ולהרחיב אותו.