Interpretace kvantové mechaniky

materiály k přednášce

NTMF036

prof. RNDr. Pavel Krtouš, Ph.D.

ZS 2020: 2/1 Zk

Anotace:

V přednášce se budeme zabývat základy a interpretací kvantové mechaniky, zejména pak povahou kvantového měření. Seznámíme se s různými formulacemi kvantové mechaniky, jejich vzájemnými vztahy, výhodami a problémy.

Přednáška je určeno hlavně pro studenty 3. a 4. ročníku jako doplňková přednáška ke kurzu kvantové mechaniky. Vítáni jsou i doktorandi a další zájemci.

Nepředpokládají se hlubší znalosti kvantové mechaniky, bez předchozího setkání s kvantovou mechanikou však může být absolvování přednášky obtížné.

Konání přednášky:

V zimním semestru 2020 přednáška probíhala každý čtvrtek ve 13:10.

Vzhledem k epidemiologické situaci, výuka probíhala distančně.

Přednášky byly přednahrávány a záznamy jsou k dispozici níže.

Zkouška:

Preferovaná je prezenční forma zkoušky. Nicméně je možná i distanční varianta.

To s sebou nese restriktivnější podmínky na průběh zkoušky oproti minulým letem. Konkrétně, před zkouškou bude k dispozici nejvýše 30 min přípravy. Student dostane zadán dvě teoretické otázky.

Během výuky nebudou termíny vypisované v SISu. Je však možné si dohodnout zkouškový termín s přímo s vyučujícím. Ve zkouškovém období letního semestru budou také vypsány ještě nějaké termíny i pro tento předmět.

Distanční forma zkoušky

Distanční zkouška bude probíhat přes zoom. V tomto případě musí být student schopen zajistit kontinuální snímání prostoru zkoušení kamerou a musí být schopen naskenovat/vyfotit a zaslat v reálném čase přípravu vypracovanou před zkouškou.

Na konkrétní realizaci se lze dohodnout individuálně včas před zkouškou.

Záznamy přednášek:

Přednášky byly přednahrávány a cvičení nahrávány.

Jejich záznamy lze buď přehrát v přímo v následujícím přehrávači či stáhnout jako mp4 soubory níže.

Přednášky

Cvičení

Materiály k přednášce:

Níže lze nalézt záznamy přednášek pro stažení a další doplňkové materiály. Pro download mp4 souborů může být potřeba kliknout pravou myší a zvolit v menu položku typu "Uložit odkaz jako".

1. 10. 2020
Úvod a formalismus KM (2h 29min):
[mp4 1280x720 457MB] [mp4 800x450 247MB]
materiály: prezentace [pdf], shrnutí [pdf]
8. 10. 2020
Obecné měření a pozorovatelné (56min):
[mp4 1280x720 229MB] [mp4 800x450 122MB]
Popis systému (49min):
[mp4 1280x720 184MB] [mp4 800x450 98MB]
Časový vývoj (23min):
[mp4 1280x720 83MB] [mp4 800x450 45MB]
Kvantování na kruhu (61min) [materiál navíc]:
[mp4 1280x720 282MB] [mp4 800x450 135MB]
Jako ilustraci popisu systému jsem přidal část o kvantování na kruhu. Tento materiál je navíc, mimo hlavní linii přednášky, a nebude zkoušen. Pro sledování zbytku přednášky nebude potřeba. Jednodušší variantu kvantování na přímce si budeme dělat na cvičení.
materiály: shrnutí [pdf]
15. 10. 2020
Směsi a operátory hustoty (62min):
[mp4 1280x720 867MB] [mp4 800x450 270MB]
Skládání systémů (37min):
[mp4 1280x720 464MB] [mp4 800x450 145MB]
materiály: shrnutí [pdf]
cvičení: Skalární částice (33min)
záznam [mp4 69MB], shrnutí [pdf]
22. 10. 2020
Restrikce na podsystém (39min):
[mp4 HQ 208MB] [mp4 LQ 63MB]
Relativní stavy a Schmidtova dekomposice (32min):
[mp4 HQ 95MB] [mp4 LQ 40MB]
materiály: shrnutí [pdf]
cvičení: Spin ½ (55 min)
[mp4 HQ 190MB] [mp4 LQ 68MB]
zadání [pdf], shrnutí [pdf]
29. 10. 2020
Systém a přístroj, dekoherence (86min):
[mp4 HQ 219MB] [mp4 LQ 134MB]
Dvojštěrbina (41min) [materiál navíc]:
[mp4 HQ 128MB] [mp4 LQ 74MB]
Doplňkový materiál, který se z časových důvodů nevejde do hlavní linie přednášky. Je paralelou modelu diskutovaného ve feynmanovské formulaci.
materiály: prezentace [pdf], shrnutí [pdf]
cvičení: Spin ½ (49min)
[mp4 HQ 266MB] [mp4 LQ 68MB]
zadání [pdf], shrnutí [pdf]
5. 11. 2020
Zpožděné měření (82min):
[mp4 HQ 253MB] [mp4 LQ 140MB]
Neinterakční měření (zkoušení bomby) (59min):
[mp4 HQ 174MB] [mp4 LQ 99MB]
materiály: shrnutí [pdf]
12. 11. 2020
EPR experiment (73min):
[mp4 HQ 213MB] [mp4 LQ 128MB]
materiály: EPR experiment [pdf]
Interpretace kvantové mechaniky (67min):
[mp4 HQ 228MB] [mp4 LQ 121MB]
materiály: přehled interpretací [pdf]
materiály: shrnutí [pdf]
19. 11. 2020
Lokalizace kolapsu v prostoročase (65min):
[mp4 HQ 211MB] [mp4 LQ 87MB]
materiály: prezentace [pdf], shrnutí [pdf]
cvičení: Spin ½ a EPR systém (65min)
[mp4 HQ 236MB] [mp4 LQ 82MB]
fixování fáze: zadání [pdf], řešení [pdf]
EPR systém: zadání [pdf], řešení [pdf]
26. 11. 2020
Teorie skrytých parametrů (119min):
[mp4 HQ 295MB] [mp4 LQ 181MB]
materiály: prezentace [pdf], handout [pdf], shrnutí [pdf]
cvičení: Blochova sféra (11min)
[mp4 HQ 236MB] [mp4 LQ 82MB]
podklady [pdf]
3. 12. 2020
Mnohosvětová interpretace kvantové mechaniky 1 (120min):
[mp4 HQ 328MB] [mp4 LQ 199MB]
Mnohosvětová interpretace kvantové mechaniky 2 (45min):
[mp4 HQ 139MB] [mp4 LQ 83MB]
Schrödingerova kočka, tunelování mezi světy a EPR (25min) [materiál navíc]:
[mp4 HQ 93MB] [mp4 LQ 36MB]
Doplňkový materiál, který se z časových důvodů nevejde do hlavní linie přednášky.
materiály: prezentace [pdf], handout [pdf], shrnutí [pdf]
10. 12. 2020
Modely měření a dekoherence (135min):
[mp4 HQ 313MB] [mp4 LQ 206MB]
Měření pozorovatelné lokalizované v různých časech (42min) [materiál navíc]:
[mp4 HQ 115MB] [mp4 LQ 70MB]
Doplňkový materiál, který se z časových důvodů nevejde do hlavní linie přednášky.
materiály: prezentace [pdf], handout 1 [pdf], handout 2 [pdf]
17. 12. 2020
Feynmanova formulace kvantové mechaniky (110min):
[mp4 HQ 284MB] [mp4 LQ 178MB]
materiály: prezentace [pdf], shrnutí [pdf]
7. 1. 2021
Standardní kvantová mechanika v řeči historií (73min):
[mp4 HQ 232MB] [mp4 LQ 135MB]
Zobecněná kvantová mechanika (100min):
[mp4 HQ 282MB] [mp4 LQ 168MB]
materiály: prezentace [pdf], shrnutí [pdf]

Literatura: