Khác biệt giữa các bản “Cơ học lượng tử”

không có tóm lược sửa đổi
Các đại lượng vật lý quan tâm — vị trí, xung lượng, năng lượng, spin — được biểu diễn bằng các đại lượng quan sát được, gọi là các [[toán tử (vật lý học)|toán tử]] tuyến tính [[toán tử liên hợp Hermit|Hermit]] (chính xác hơn, [[toán tử tự liên hợp]]) tác dụng trên không gian Hilbert. Một trạng thái lượng tử là một [[Giá trị riêng và vectơ riêng|vectơ riêng]] của một đại lượng quan sát được, trong trường hợp nó được gọi là [[trạng thái lượng tử|trạng thái riêng]], và [[Giá trị riêng và vectơ riêng|giá trị riêng]] đi kèm tương ứng với giá trị của đại lượng quan sát được trong trạng thái riêng đó. Tổng quát hơn, một trạng thái lượng tử sẽ là tổ hợp tuyến tính của các trạng thái riêng, hay gọi là [[chồng chập lượng tử]]. Khi một đại lượng quan sát được được đo, kết quả đo sẽ là một trong các giá trị riêng của nó với xác suất cho bởi [[quy tắc Born]]: trong trường hợp đơn giản nhất giá trị riêng <math>\lambda</math> không suy biến và xác suất được cho bởi <math>|\langle \vec\lambda,\psi\rangle|^2</math>, với <math> \vec\lambda</math> là vectơ riêng kết hợp của nó. Trong trường hợp tổng quát, giá trị riêng là suy biến và xác suất được cho bởi <math>\langle \psi,P_\lambda\psi\rangle</math>, với <math>P_\lambda</math> là toán tử hình chiếu trên không gian riêng tương ứng của nó. Trong trường hợp liên tục, các công thức này được thay thế bằng [[mật độ xác suất]].
 
Sau khi thực hiện phép đo, nếu nhận được kết quả <math>\lambda</math>, thì trạng thái lượng tử được cho là [[suy sập hàm sóng|suy sập]] thành <math> \vec\lambda</math> trong trường hợp không suy biến, hoặc thành <math>P_\lambda\psi/\sqrt{\langle \psi,P_\lambda\psi\rangle}</math> trong trường hợp tổng quát. Bản chất [[xác suất]] của cơ học lượng tử do vậy có nguồn gốc từ tác động của phép đo. Đây là một trong những khía cạnh khó hiểu nhất của cơ học lượng tử. Nó là chủ đề trung tâm trong cuộc [[tranh luận Bohr–Einstein]] nổi tiếng, khi hai nhà vật lý học cố gắng hiểu rõ những nguyên lý cơ bản này bằng các [[thí nghiệm tưởng tượng]]. Trong hàng thập kỷ kể từ khi hình thành cơ học lượng tử, câu hỏi về cái gì tạo lên một "phép đo" đã được nghiên cứu rộng rãi. [[Giải thích cơ học lượng tử|Các giải thích mới về cơ học lượng tử]] đã được đưa ra theo cách khác so với quan điểm "suy sập hàm sóng" (ví dụ như cách [[Diễn giải nhiều thế giới|giải thích đa thế giới]]). Ý tưởng cơ bản đó là khi một hệ lượng tử tương tác với một thiết bị đo, hàm sóng tương ứng của nó trở lên [[rối lượng tử|vướng víu]] do đó hệ lượng tử ban đầu mất đi sự tồn tại như là một thực thể độc lập. Về chi tiết, xem bài viết về [[phép đo trong cơ học lượng tử]].<ref name="google215">{{cite book|title=The Quantum Challenge: Modern Research on the Foundations of Quantum Mechanics|edition=2nd|first1=George|last1=Greenstein|first2=Arthur|last2=Zajonc|publisher=Jones and Bartlett Publishers, Inc|year=2006|isbn=978-0-7637-2470-2|page=215|url=https://books.google.com/books?id=5t0tm0FB1CsC&pg=PA215}}, [https://books.google.com/books?id=5t0tm0FB1CsC&pg=PA215 Chapter 8, p. 215]</ref>
 
Hiệu ứng nữa là [[rối lượng tử|vướng lượng tử]]. Trong một số trường hợp, hàm sóng của một hệ được tạo thành từ nhiều hạt mà không thể phân tách thành các hàm sóng độc lập cho mỗi hạt. Trong trường hợp đó, người ta nói các hạt bị "vướng" với nhau. Nếu cơ học lượng tử đúng thì các hạt có thể thể hiện các tính chất khác thường và đặc biệt. Ví dụ, khi tiến hành một phép đo trên một hạt thì nhờ suy sập của hàm sóng toàn phần mà có thể tạo ra các hiệu ứng tức thời với các hạt khác thậm chí ngay cả khi chúng ở xa nhau.
 
Hiệu ứng đó có vẻ như mâu thuẫn với [[thuyết tương đối hẹp|lý thuyết tương đối hẹp]] vì theo thuyết tương đối hẹp, không có gì có thể di chuyển nhanh hơn ánh sáng. Nhưng ở đây không có sự truyền thông tin nên không yêu cầu phải di chuyển một thực thể vật lý tức thời giữa hai hạt. Hiệu ứng ở đây có nghĩa là, sau khi nghiên cứu các thực thể bị vướng với nhau, hai người nghiên cứu có thể so sánh dữ liệu của họ và thu được các mối tương quan mà các hạt có.
 
Một hiệu ứng nữa là đệm lượng tử và khóa lượng tử. Để tạo được hiệu ứng này, chúng ta cần một [[Chất bán dẫn|vật liệu bán dẫn]] (hoặc siêu bán dẫn), một ít ni-tơ lỏng (nhiệt độ -196&nbsp;°C trong điều kiện áp suất khí quyển) và.