如何理解粒子的全同性?

前段時間做報告,和老師講到」兩個光子組成的量子比特,因為全同性原理的限制,所以只能處於frac{sqrt 2}{2}(|0
angle_1|1
angle_2+|1
angle_1|0
angle_2)frac{sqrt 2}{2}(|0
angle_1|0
angle_2+|1
angle_1|1
angle_2)這樣的對稱態。「講完被老師罵了一頓。

  因為被罵也不要意思腆著臉再問老師了。想想這個確實是不對的,因為經常有讓一個輸入口輸入|1
angle一個口輸入|0
angle的情況,要是都要求對稱就不對了。

  但量子的全同性原理又講玻色子的態應該是對稱的。我一直就把這個理解為態裡面兩個粒子交換指標,波函數不變。那應該確實要求對稱啊。

  問題出在哪裡?

  寫這個問題的時候突然有了一點想法,感覺是符號指代有歧義的因素。不過還是聽聽大家的看法。

  補上兩張圖,和內容相關,也是因為不理解全同性看不懂。

  第一張圖上的內容都懂。第二張的對稱化就不可理解了。我覺得從初態到末態的演化很完整了,為什麼會莫名其妙冒出來一個對稱化呢?還是說初態就應該對稱化?

  而且為什麼光子空間模有重疊才考慮所謂「交換干涉」?


唉。無意中翻閱到自己去年曾經提出的問題。

當年 @哈哈哈 前輩曾經很友好的回答過我的這個問題,讓我獲益匪淺。可惜如今回來一看,答案已經刪除了。他當年曾經回答過很多挺有價值的問題,是我頗為尊敬感謝的人,不知道為什麼現在已經刪除了自己的所有答案回復,退出知乎了。

我曾經很多次時隔許久之後翻閱自己的提問,回顧他的回答,然後在評論里詢問,他一般都會回答我。可惜這些以後都不再有了。

無論如何,既然他刪了回答,我便自問自答一下吧。其實對當年的問題也印象不深了,不過我的另一個回答應該可以照搬過來。雖然略文不對題,但也基本足夠解決這個問題了。

統計力學中,粒子可否分辨怎麼判定? - usk d 的回答


所謂粒子的全同性問題,是量子力學區別於經典力學的一個關鍵問題。在經典力學中,粒子是可以分辨的,比如2個粒子的軌跡是可以確定的,並且各不相同,因此我們可以給粒子編號用來區別;但是在量子力學中,比如粒子相遇時的波函數交疊,我們無法區別粒子。這反映在數學上,就是一個隨機分布的問題,進而他們滿足不同的統計規律(這是關鍵)。


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