Нульовий стан квантової системи

Нульови́й або ва́куумний стан ква́нтової систе́ми — абстрактний стан у квантовій фізиці, який відповідає відсутності будь-яких частинок. Визначений у просторі Фока.

Відповідно до сучасного розуміння того, що називають станом вакууму або квантовим вакуумом, це «ніяк не простий порожній простір». Згідно з квантовою механікою, вакуумний стан не є по-справжньому порожнім, а натомість містить швидкоплинні електромагнітні хвилі та частинки, які впадають у квантове поле та випадають з нього.

Позначається $|0⟩$ (дивіться бра-кет нотація).

Оскільки нульовий стан відповідає відсутності частинок, то він однак має таку властивість, що при дії на нього оператора народження будь-якого стану $|n⟩$ утворюється хвильова функція (вектор стану) цього стану:

${\hat{a}}_n^{†}|0⟩=|n⟩$.

Відповідно, результатом дії оператора знищення стану $|n⟩$ на цей стан дає нульовий стан:

${\hat{a}}_n|n⟩=|0⟩$.

Значення ненульового очікування

Шаблон:Main Якщо теорія квантової поля може бути точно описана через теорію збурень, то властивості вакууму аналогічні властивостям основного стану квантового механічного гармонічного генератора, або точніше, основного стану задачі вимірювання. У цьому випадку значення очікування вакууму (ЗОВ, VEV) будь-якого польового оператора зникає. Для квантових полів теорія, в яких теорія збурення розбивається при низьких енергіях (наприклад, квантової хромодинаміки або теорію БКШ надпровідності) операторів поля можуть мати неперевершені вакуумні очікувані значення, що називаються конденсатами. У стандартній моделі, значення ненульового вакуумного очікування поля HIGGS, що виникає з спонтанної симетрії, є механізмом, за допомогою якого інші поля в теорії отримують масу.

Література

• Шаблон:Cite arxiv

Посилання

• Energy into Matter