当孤立量子系统呈现经典行为时

经典行为的涌现与热平衡的起源是物理学基础中的两个核心问题。在标准理论框架中,这两种现象通常通过系统与外部环境的相互作用来解释:退相干抑制量子干涉,而与热库的耦合则驱动系统向平衡态弛豫。然而,近几十年来,人们逐渐认识到,即使在完全孤立的量子系统中,平衡化和热化现象也可能出现——从操作意义上讲,相关可观测量的期望值在大部分时间内都保持在平衡值附近。在此,该研究探讨了相同的内在平衡化机制是否也能解释经典行为的涌现。利用封闭系统中平衡化的严格界限,该工作推导出充分条件,在此条件下,一个时间演化的纯态在大部分时间内,在操作上无法与与选定物理属性相关的经典混合态区分开来。该工作识别出两条通向这种操作经典性的互补路径:要么所选属性与系统哈密顿量几乎对易,要么用于探测系统的可观测量在平衡化后失去了对剩余相干性的访问能力。该团队的结果表明,经典行为不必局限于能量基,即使在平衡态中仍存在大量相干性时也可能涌现。这建立了两个基础性问题之间的直接联系:孤立量子系统中热化的起源,以及量子到经典的转变。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-17 15:30

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