重复可读态、自发塌缩和量子/经典界限（英文）

摘要

本文提出了一个模型来确定量子/经典界限。该模型引入了态叠加的自发塌缩：■。与其他塌缩模型不同，本模型的塌缩尺度τ_ij不包含任何普适参数，而是由2个态|i⟩和|j⟩本身来指定。如果原则上每个态都是可重复读取的[通常通过量子非破坏（QND）测量]，则τ_ij就是区分这2个态所需的测量时间，并且该塌缩自发发生，无需任何实际监控。若非如此，则τ_ij=∞，意味着态之间将不会塌缩并永远处于叠加，这种情况会在一个态无法被重复读取或者在特定情况下无法区分2个态（例如在Rabi振荡中）时出现。详细分析表明，对于“阱中的薛定谔猫”，如果ED≫4πℏc，则|here⟩和|there⟩的叠加是被禁止的；如果ED≤4πℏc，则叠加被允许，其中D是阱分离的距离，E是阱的能隙且可以用Mv²估算。例如，假设D～10µm和v～10～2m/s，则量子/经典边界位于M～2×10～3GeV/c²处。该模型还限制“自由的薛定谔猫”在pθd≥8ℏ时不显示干涉条纹，其中p=Mv,θ是2条轨迹所形成的角度，d是狭缝宽度。对于典型值v～10～3m/s、θ～10^-5rad和d～10µm，量子/经典边界位于M～5 GeV/c²处。令人印象深刻的是，用氦原子进行物质波干涉的实验恰好处在该边缘。另外，该模型对无质量光子的相干长度没有限制，因此迈克尔逊干涉仪的臂可以任意长。本文提出的自发塌缩可能发生在孤立系统中，并且与环境相互作用引起的退相干效应平行存在。

关键词

量子测量问题 / 自发塌缩模型 / 量子/经典界限 / 重复可读性