Åbent system (kvantemekanik)

Et åbent system i kvantemekanik  er et kvantesystem, der kan udveksle energi og stof med omgivelserne. I en vis forstand kan ethvert kvantesystem betragtes som et åbent system, da målingen af ​​enhver dynamisk størrelse (observerbar) er forbundet med en endelig irreversibel ændring i systemets kvantetilstand. Derfor skal teorien om åbne kvantesystemer, i modsætning til klassisk mekanik, hvor målinger ikke spiller en væsentlig rolle, omfatte teorien om kvantemålinger.

Åbne systemer inden for statistisk mekanik og kvantemekanik kan enten være Hamiltonske eller ikke-Hamiltonske. Udviklingen af ​​Hamilton-systemer er helt bestemt af dets Hamiltonian. For eksempel i ligevægtsstatistisk mekanik er systemer med et variabelt antal partikler, der kan betragtes som åbne, beskrevet af Gibbs store kanoniske fordeling . En vigtig klasse af åbne systemer er klassen af ​​ikke-Hamiltonske systemer. Det er i ikke-Hamiltonske systemer, at selvorganiseringsprocesser er mulige. Blandt ikke-Hamiltonske systemer er dissipative, accretive og generaliserede dissipative systemer udskilt.

Dynamikken i et Hamiltonsk kvantesystem er beskrevet af en én-parameter gruppe af enhedsoperatorer. Von Neumann -ligningen og Heisenberg -ligningen bruges som bevægelsesligninger . Udviklingen af ​​et ikke-Hamiltonsk system, der er underlagt ydre påvirkninger, hvad enten det er processen med at etablere ligevægt med miljøet eller interaktion med et måleapparat, beskrives normalt ved fuldstændig positive kortlægninger. Dynamikken i ikke-Hamiltonske åbne kvantesystemer, der har Markov-egenskaben, er givet af Lindblad-ligningen .

Undersøgelser af åbne kvante-ikke-Hamiltonske systemer går tilbage til den polske fysiker A. Kossakowskis værker [1] , og er forbundet med introduktionen af ​​konceptet om en kvantedynamisk semigruppe [2] [3] , derefter udviklet af G. Lindblad [4] .

Se også

• Åbent system (fysik)
• Åbent system (statistisk mekanik)
• Kvantemekanik
• kvantesandsynlighed
• Lindblads ligning
• Synergetik
• Dissipative strukturer

Noter

1. ↑ Kossakowski A., "Om kvantestatistisk mekanik af ikke-Hamiltonske systemer" Rep. Matematik. Phys. bind 3. (1972) s. 247-274.
2. ↑ Gorini V., Kossakowski A., Sudarshan ECG, "Fuldstændig positive dynamiske semi-grupper af N-niveausystemer", J. Math. Phys. bind 17. (1976) s. 821-825.
3. ↑ Gorini V., Frigerio A., Verri M., Kossakowski A., Sudarshan ECG, "Properties of quantum Markovian master equations", Rep. Matematik. Phys. bind 13. (1978) s. 149-173.
4. ↑ Lindblad G., "Om generatorerne af kvantedynamiske semi-grupper", Komm. Matematik. Phys. bind 48. (1976) s. 119-130.

Litteratur

• Accardi L., Lu YG, Volovich IV Kvanteteori og dens stokastiske grænse . - New York: Springer Verlag, 2002.  (utilgængeligt link)
• Alicki R., Lendi K. Kvantedynamiske semigrupper og applikationer . Berlin: Springer Verlag, 1987.
• Attal S., Joye A., Pillet C.-A. Åbne kvantesystemer: Den Markovske tilgang . - Springer, 2006.
• Breuer HP, Petruccione F., Teori om åbne kvantesystemer. (Oxford University Press, 2002).
• Davies EB Kvanteteori om åbne systemer. Academic Press, London, 1976. ISBN 0-12-206150-0 9780122061509
• Ingarden RS, Kossakowski A., Ohya M. Information Dynamics and Open Systems: Classical and Quantum Approach . — New York: Springer Verlag, 1997.
• Lindblad G. Ikke-ligevægtsentropi og irreversibilitet. Delta Reidel . - Dordrecht, 1983. - ISBN 1-40-200320-X .
• Tarasov VE Kvantemekanik af ikke-hamiltonske og dissipative systemer . - Amsterdam, Boston, London, New York: Elsevier Science, 2008.
• Weiss U. Quantum Dissipative Systems . - Singapore: World Scientific, 1993.
• Isar A., ​​​​Sandulescu A., Scutaru H., Stefanescu E., Scheid W. Åbne kvantesystemer  // Int. J. Mod. Phys. - 1994. - Nr. 3 . - S. 635-714 .

Litteratur på russisk

• Holevo AS Statistisk struktur af kvanteteori . - Moskva, Izhevsk: Institut for computerforskning, 2003. - 192 s. — ISBN 5-93972-207-5 . Arkiveret 28. juni 2006 på Wayback Machine
• Kvantetilfældige processer og åbne systemer / lør. artikler 1982-1984. Om. fra engelsk. — M .: Mir, 1988. — 223 s.
• Breuer H.-P., Petruccione F. Teori om åbne kvantesystemer. M.: RHD, 2010. - 824 s.
• Gardiner KV Stokastiske metoder i naturvidenskab. M.: Mir, 1986. 528s.
• Klimontovich Yu. L. Introduktion til åbne systemers fysik. M.: Janus-K, 2002. 284 s. ISBN 5-8037-0101-7
• Klimontovich Yu. L. Statistisk teori om åbne systemer. Bind 3: Fysik af åbne kvantesystemer. M.: Janus-K, 2001. 508 s.
• Klimontovich Yu. L. Introduktion til åbne systemers fysik. Soros pædagogisk tidsskrift. 1996. N.8. s. 109-116.  (utilgængeligt link)
• Rotter I., Beskrivelse af nukleare tilstande som strukturer i åbne kvantemekaniske systemer. ECHAYA, bind 19 del 2. (1988) s. 275-306.