Например, экспериментально доказано, что одна частица может одновременно проходить через две щели в непрозрачном экране. Частица, проходящая через первую щель, - это одно состояние. Та же частица, проходящая через вторую щель, - другое состояние. И эксперимент показывает, что наблюдается сумма этих состояний, т.е. частица одновременно проходит через две щели. В таком случае говорят о суперпозиции состояний.
Речь идет о квантовой суперпозиции (когерентной суперпозиции), т.е. о суперпозиции состояний, которые не могут быть реализованы одновременно с классической точки зрения. Далее под словом суперпозиция понимается именно квантовая суперпозиция.
Наличие этих двух типов состояний - смешанного (в дальнейшем смесь) и суперпозиции - является узловым для понимания квантовой картины мира.
Другой важной для нас темой будут условия перехода суперпозиции состояний в смесь и наоборот. Эти вопросы мы разберём качественно (эксперименты по дифракции частиц описаны выше) на примере знаменитого двухщелевого эксперимента (рис. П.1).
Поставим пулемет (макроскопические частицы) перед препятствием с двумя щелями и будем стрелять. Можно пересчитать число пуль, застрявших в ловушке на единицу её длины, и разделить его на полное число выпущенных пуль. Эту величину - число застрявших пуль на единицу длины ловушки в окрестности некоторой точки Х, отнесённой к полному числу пуль, мы будем называть вероятностью попадания пули в точку Х. Заметим, что мы можем говорить только о вероятности; ведь мы не можем сказать определённо, куда попадёт очередная пуля.
|