Hvorfor tid en operatør i kvantemekanik?

I kvantemekanik behandles tiden anderledes end i klassisk fysik. Det er ikke en dynamisk variabel, der kan kvantificeres som position eller momentum. I stedet er tiden en parameter Det styrer udviklingen af ​​et kvantesystem. Dette betyder:

* Tid er ikke en observerbar: Vi måler ikke tid på samme måde som vi måler position eller momentum. Der er ingen "tidsoperatør", der svarer til en fysisk mængde.

* tidsudvikling er deterministisk: Udviklingen af ​​et kvantesystem styres af Schrödinger -ligningen, som er en deterministisk ligning, der beskriver, hvordan bølgefunktionen af ​​et system ændrer sig med tiden.

Så hvordan spiller tiden en rolle i kvantemekanik?

* schrödinger ligning: Schrödinger -ligningen beskriver tidsudviklingen af ​​et kvantesystem. Det er en differentiel ligning, der fortæller os, hvordan bølgefunktionen af ​​et system ændrer sig over tid.

* enheds tidsudvikling: Tidsudviklingen af ​​et kvantesystem er beskrevet af en enhedsoperatør, der virker på bølgefunktionen. Denne enhedsoperatør er relateret til Hamiltonian of the System.

* Energi og tid: Den Hamiltonian -operatør, der beskriver energien i et system, er tæt knyttet til tidsudvikling. F.eks. Er energi -egenstaterne i et system stationære tilstande, hvilket betyder, at de ikke udvikler sig i tide. Dette afspejles i det faktum, at energioperatøren pendler med tidsudviklingsoperatøren.

Hvorfor behandles tid forskelligt i kvantemekanik?

* Tidens art: Tid er grundlæggende forskellig fra andre fysiske mængder. Det er ikke kvantiseret og har ikke en tilsvarende operatør.

* Særlig relativitet: I særlig relativitet er rum og tid sammenflettet på en grundlæggende måde. Dette antyder, at tiden ikke er en separat, uafhængig variabel på samme måde som positionen er.

Kort sagt, selvom tiden ikke er operatør i kvantemekanik, spiller den en afgørende rolle i styringen af ​​udviklingen af ​​et kvantesystem. Schrödinger -ligningen og enhedsudviklingsoperatørerne er nøglebegreber, der beskriver, hvordan bølgefunktionen i et system ændrer sig med tiden.