基于探测器宏观模型推导的散射截面公式
该研究团队关注量子散射理论中常见陈述(显式或隐式)的合理性证明:对于一个初始波函数为Ψ₀(𝒙)的自由非相对论量子粒子,当在半径R极大的球面周围布满探测器时,检测时间和位置的联合概率分布(即散射截面)具有渐近密度σ(𝒙,t)=m³ℏ⁻³R|t|⁻⁴|Ψ̂₀(m𝒙/ℏt)|²,其中Ψ̂₀表示Ψ₀的傅里叶变换。研究人员通过两种基于不同宏观检测模型的推导验证该公式:第一种模型采用探测器区域(半径R球面外)内强度λ>0的负虚势场,在R→∞,λ→0,Rλ→∞的极限条件下成立;第二种模型通过周期性(时间间隔𝒯,2𝒯,3𝒯,…)对近似可观测量1_{|𝒙|>R}进行近投影测量,在R→∞,𝒯→∞,𝒯/R→0的极限条件下成立——此设置类似于量子芝诺效应,但后者考虑𝒯→0而非𝒯→∞。
研究还对比了玻姆力学:无探测器时,玻姆轨迹到达R球面的时空分布渐近密度与σ公式一致,但其与检测结果的偏差虽远小于R却未必可忽略,表明远场区域中探测器的存在对粒子影响可忽略。该工作还推广至非球面曲面、N个无相互作用粒子、时变曲面情形及狄拉克方程的应用。
量科快讯
20 小时前
4 天前

