Öppet system (kvantmekanik)

Ett öppet system inom kvantmekaniken  är ett kvantsystem som kan utbyta energi och materia med omgivningen. I en viss mening kan vilket kvantsystem som helst betraktas som ett öppet system, eftersom mätningen av vilken dynamisk storhet som helst (observerbar) är associerad med en slutlig irreversibel förändring i systemets kvanttillstånd. Därför, till skillnad från klassisk mekanik, där mätningar inte spelar någon betydande roll, måste teorin om öppna kvantsystem innefatta teorin om kvantmätningar.

Öppna system inom statistisk mekanik och kvantmekanik kan vara antingen Hamiltonska eller icke-Hamiltonska. Utvecklingen av Hamiltonska system bestäms helt av dess Hamiltonian. Till exempel, inom statistisk jämviktsmekanik, beskrivs system med ett varierande antal partiklar som kan anses vara öppna av Gibbs grand canonical distribution . En viktig klass av öppna system är klassen av icke-hamiltonska system. Det är i icke-hamiltonska system som självorganiseringsprocesser är möjliga. Bland icke-Hamiltoniska system pekas dissipativa, accretiva och generaliserade dissipativa system ut.

Dynamiken i ett Hamiltonskt kvantsystem beskrivs av en enparametergrupp av enhetliga operatorer. Von Neumanns ekvation och Heisenbergs ekvation används som rörelseekvationer . Utvecklingen av ett icke-Hamiltoniskt system som är föremål för yttre påverkan, vare sig det är processen att upprätta jämvikt med omgivningen eller interaktion med en mätanordning, beskrivs vanligtvis av helt positiva kartläggningar. Dynamiken i icke-Hamiltonska öppna kvantsystem som har Markov-egenskapen ges av Lindblads ekvation .

Studier av öppna icke-Hamiltoniska kvantsystem går tillbaka till den polske fysikern A. Kossakowskis arbeten [1] , och är förknippade med introduktionen av begreppet en kvantdynamisk halvgrupp [2] [3] , sedan utvecklad av G. Lindblad [4] .

Se även

• Öppet system (fysik)
• Öppet system (statistisk mekanik)
• Kvantmekanik
• kvantsannolikhet
• Lindblads ekvation
• Synergetik
• Dissipativa strukturer

Anteckningar

1. ↑ Kossakowski A., "Om kvantstatistisk mekanik för icke-Hamiltonska system" Rep. Matematik. Phys. Vol.3. (1972) sid. 247-274.
2. ↑ Gorini V., Kossakowski A., Sudarshan ECG, "Fullständigt positiva dynamiska semi-groups of N-level systems", J. Math. Phys. Vol.17. (1976) sid. 821-825.
3. ↑ Gorini V., Frigerio A., Verri M., Kossakowski A., Sudarshan ECG, "Properties of quantum Markovian master equations", Rep. Matematik. Phys. Vol.13. (1978) sid. 149-173.
4. ↑ Lindblad G., "Om generatorerna av kvantdynamiska semi-grupper", Komm. Matematik. Phys. Vol.48. (1976) sid. 119-130.

Litteratur

• Accardi L., Lu YG, Volovich IV kvantteori och dess stokastiska gräns . - New York: Springer Verlag, 2002.  (otillgänglig länk)
• Alicki R., Lendi K. Quantum Dynamical Semigroups and Applications . Berlin: Springer Verlag, 1987.
• Attal S., Joye A., Pillet C.-A. Open Quantum Systems: The Markovian Approach . — Springer, 2006.
• Breuer HP, Petruccione F., Teori om öppna kvantsystem. (Oxford University Press, 2002).
• Davies EB Quantum Theory of Open Systems. 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. Icke-jämviktsentropi och irreversibilitet. Delta Reidel . - Dordrecht, 1983. - ISBN 1-40-200320-X .
• Tarasov VE Quantum Mechanics of Non-Hamiltonian and Dissipative Systems . - 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. Öppna kvantsystem  // Int. J. Mod. Phys. - 1994. - Nr 3 . - S. 635-714 .

Litteratur på ryska

• Holevo AS Statistisk struktur av kvantteorin . - Moskva, Izhevsk: Institutet för datorforskning, 2003. - 192 s. — ISBN 5-93972-207-5 . Arkiverad 28 juni 2006 på Wayback Machine
• Quantum slumpmässiga processer och öppna system / lör . artiklar 1982-1984. Per. från engelska. — M .: Mir, 1988. — 223 sid.
• Breuer H.-P., Petruccione F. Teori om öppna kvantsystem. M.: RHD, 2010. - 824 sid.
• Gardiner KV Stokastiska metoder i naturvetenskap. M.: Mir, 1986. 528s.
• Klimontovich Yu. L. Introduktion till de öppna systemens fysik. M.: Janus-K, 2002. 284 sid. ISBN 5-8037-0101-7
• Klimontovich Yu. L. Statistisk teori om öppna system. Volym 3: Fysik av öppna kvantsystem. M.: Janus-K, 2001. 508 sid.
• Klimontovich Yu. L. Introduktion till de öppna systemens fysik. Soros utbildningstidning. 1996. N.8. sid. 109-116.  (inte tillgänglig länk)
• Rotter I., Beskrivning av kärntillstånd som strukturer i öppna kvantmekaniska system. ECHAYA, volym 19 del 2. (1988) s. 275-306.