Uendeligt mange kvantepartikler giver fingerpeg om storbilledeadfærd i stor skala

I kvantemekanik, Heisenberg -usikkerhedsprincippet forhindrer en ekstern observatør i at måle både position og hastighed (omtalt som momentum) af en partikel på samme tid. De kan kun med stor grad vide enten det ene eller det andet - i modsætning til hvad der sker i store skalaer, hvor begge kendes. For at identificere en given partikels egenskaber, fysikere introducerede forestillingen om kvasi-fordeling af position og momentum. Denne tilgang var et forsøg på at forene kvanteskala-fortolkning af, hvad der sker i partikler, med den standardmetode, der bruges til at forstå bevægelse i normal skala, et felt kaldet klassisk mekanik.

I en ny undersøgelse offentliggjort i EPJ ST , Dr. J.S. Ben-Benjamin og kolleger fra Texas A&M University, USA, vende denne fremgangsmåde; startende med kvantemekaniske regler, de undersøger, hvordan man udleder et uendeligt antal kvasidistributioner, at efterligne den klassiske mekaniske tilgang. Denne fremgangsmåde kan også anvendes på en række andre variabler, der findes i kvanteskala partikler, inklusive partikelspin.

For eksempel, sådanne kvasi-fordelinger af position og momentum kan bruges til at beregne kvanteversionen af ​​egenskaberne for en gas, kaldet den anden viriale koefficient, og udvide den til at udlede et uendeligt antal af disse kvasi-fordelinger, for at kontrollere, om det matcher det traditionelle udtryk for denne fysiske enhed som en fælles fordeling af position og momentum i klassisk mekanik.

Denne fremgangsmåde er så robust, at den kan bruges til at erstatte kvasi-fordelinger af position og momentum med tids- og frekvensfordelinger. Det her, forfatterne bemærker, fungerer til både velbestemte scenarier, hvor tid og frekvens kvasi-fordelinger er kendt, og for tilfældige tilfælde, hvor gennemsnittet af tid og gennemsnitsfrekvens bruges i stedet.