Sistema abierto (mecánica cuántica)

Un sistema abierto en mecánica cuántica  es un sistema cuántico que puede intercambiar energía y materia con el medio ambiente. En cierto sentido, cualquier sistema cuántico puede ser considerado como un sistema abierto, ya que la medida de cualquier cantidad dinámica (observable) está asociada a un cambio final irreversible en el estado cuántico del sistema. Por tanto, a diferencia de la mecánica clásica, en la que las medidas no juegan un papel significativo, la teoría de los sistemas cuánticos abiertos debe incluir la teoría de las medidas cuánticas.

Los sistemas abiertos en mecánica estadística y mecánica cuántica pueden ser hamiltonianos o no hamiltonianos. La evolución de los sistemas hamiltonianos está completamente determinada por su hamiltoniano. Por ejemplo, en la mecánica estadística de equilibrio, los sistemas con un número variable de partículas que pueden considerarse abiertos se describen mediante la gran distribución canónica de Gibbs . Una clase importante de sistemas abiertos es la clase de sistemas no hamiltonianos. Es en los sistemas no hamiltonianos donde son posibles los procesos de autoorganización. Entre los sistemas no hamiltonianos, se destacan los sistemas disipativos, acumulativos y disipativos generalizados.

La dinámica de un sistema cuántico hamiltoniano se describe mediante un grupo de operadores unitarios de un parámetro. La ecuación de von Neumann y la ecuación de Heisenberg se utilizan como ecuaciones de movimiento . La evolución de un sistema no hamiltoniano sujeto a influencias externas, ya sea el proceso de establecer el equilibrio con el entorno o la interacción con un dispositivo de medición, generalmente se describe mediante mapeos completamente positivos. La dinámica de los sistemas cuánticos abiertos no hamiltonianos que tienen la propiedad de Markov está dada por la ecuación de Lindblad .

Los estudios de sistemas no hamiltonianos cuánticos abiertos se remontan a los trabajos del físico polaco A. Kossakowski [1] , y están asociados con la introducción del concepto de semigrupo dinámico cuántico [2] [3] , luego desarrollado por G. Lindblad [4] .

Véase también

Notas

  1. ↑ Kossakowski A., "Sobre la mecánica estadística cuántica de sistemas no hamiltonianos" Rep. Matemáticas. física Vol.3. (1972) págs. 247-274.
  2. ↑ Gorini V., Kossakowski A., Sudarshan ECG, "Semigrupos dinámicos completamente positivos de sistemas de nivel N", J. Math. física Vol.17. (1976) págs. 821-825.
  3. ↑ Gorini V., Frigerio A., Verri M., Kossakowski A., Sudarshan ECG, "Propiedades de las ecuaciones maestras cuánticas markovianas", Rep. Matemáticas. física Vol.13. (1978) págs. 149-173.
  4. ↑ Lindblad G., "Sobre los generadores de semigrupos dinámicos cuánticos", Commum. Matemáticas. física Vol.48. (1976) págs. 119-130.

Literatura

Literatura en ruso