>> 自然の科学 >  >> 物理

量子物理学のシングレットとは何ですか?

量子物理学では、a singlet しばしば「スピン0」状態と呼ばれる2つの粒子のシステムを記述する特定のタイプの量子状態を指します。これが故障です:

重要な特性:

* 合計スピンゼロ: 一重項状態の最も重要な特徴は、2つの粒子の総スピン角運動量がゼロであることです。これは、2つの粒子のスピンが「反対」または「アンチアライメント」であることを意味します。

* 絡み合い: 一重項状態は本質的に絡み合っています。これは、粒子のスピンが、遠距離で分離された場合でも相関することを意味します。一方の粒子のスピンを測定すると、即座に他の粒子のスピンが決まります。

* 対称空間波動関数: スピン状態は反対称(反対のスピン)であるため、シングレット状態の空間波動関数は対称でなければなりません。これは、粒子が互いに近くにある可能性が高いことを意味します。

例:水素原子

古典的な例は、水素原子の基礎状態です。電子とプロトンは反対のスピンを持ち、一重項状態を形成します。

数学的表現:

シングレット状態は、多くの場合、次の表記法を使用して表されます。

`` `

| s> =(1/√2)(|↑↓> - |↓↑>)

`` `

* |↑↓> 最初の粒子がスピンアップし、2番目の粒子がスピンダウンしている状態を表します。

* |↓↑> 最初の粒子がスピンダウンし、2番目の粒子がスピンアップしている状態を表します。

* (1/√2) 正規化係数です。

重要性:

* 絡み合いと量子情報: シングレット状態は、量子のエンタングルメントを理解する上で重要です。これは、量子コンピューティングとコミュニケーションに影響を与える基本的な現象です。

* 原子分光法: 彼らは、原子分光法で観察されたスペクトル系統を説明する上で役割を果たします。

* 粒子物理学: シングレット状態は、粒子物理学に関連しており、粒子の相互作用と減衰を説明しています。

一言で言えば、一重項状態は、反対のスピンとそれらの間に強い相関を持つ2つの粒子の量子状態であり、物理学のさまざまな分野で興味深い重要な特性につながります。

  1. 培地の動きが方向波に直角(垂直)にあるときに何波が発生しますか?
  2. 6 kgブロックが、初期速度2 msと運動摩擦25nが動きに反対する場合、75 Nの水平方向の力によって粗い傾斜面を8 m上に押します。
  3. 光電効果の電子速度に何が影響しますか?
  4. 新しいイメージング技術は、分子スケールで機械的損傷がどのように始まるかを明らかにします
  5. 中性子の質量は、他のどの亜原子粒子とほぼ等しいのでしょうか?
  6. 別の充電された充電が電気力を経験する充電されたオブジェクトの周りのスペースは何ですか?