극단론자

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 19859(2022) 이 기사 인용

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본 논문에서는 자유입자에 대한 슈뢰딩거 방정식을 풀어 기체 입자의 비국소성 및 파동 함수 퍼짐의 양자 효과를 고려하여 초희석 기체의 광투과도 모델을 분석합니다. 분석은 파동함수의 특정 형태에 의존하지 않고 파동함수의 현실을 가정합니다. 무엇보다도 우리는 보존된 질량의 가스 구름이 고전적인 투과율 법칙에 의해 예측된 것보다 훨씬 더 투명해질 수 있음을 보여줍니다. 이러한 예상치 못한 현상이 가능한 것은 질량보존이 확률의 합에 의해 지배되는 반면, 마르코프 체인의 확률곱은 투과율을 제어하기 때문이다. 또한, 우리는 폐쇄계 투과율이 증가할 수 있는 상한을 분석적으로 도출하고 무한한 개방형 가스 구름 투과율이 최대 100%까지 증가할 수 있음을 보여줍니다. 마지막으로 양자역학 해석에 미치는 영향을 보여줍니다. 이 모델은 환경이 희박한 심우주 조건에 자연스럽게 적용 가능합니다. 또한 이 모델은 암흑 물질 요구 사항에 대응합니다.

매우 조밀하지 않은 균일한 매체에 의한 단색광의 감쇠를 설명하는 Beer-Lambert 지수 전달 법칙1,2은 거의 3세기 동안 잘 알려져 있었습니다. 더욱 새롭고 발전된 투과율 모델이 개발되었음에도 불구하고 이 모델은 여전히 ​​정량적 분광학3, 희박 가스 및 천체 물리학 측정에 적용됩니다. 이러한 모든 모델은 입자 위치 감쇠 가정에 의존합니다. 그러나 점점 더 많은 실험4,5을 통해 양자역학의 기본 이론이 국소적 현실 이론6,7이 아니라는 사실을 확신하게 되었습니다. 대부분의 "고전적인" 투과율 모델에는 한 가지 가정이 더 있습니다. 광 검출기는 거시적 장치입니다. 양자역학은 가장 기본적인 이론 중 하나이므로 이 두 가지 가정이 고전 투과율 모델의 적용 범위를 제한하는지 확인할 필요가 있습니다.

양자 확산은 시간이 지남에 따라 \(\Psi\) 파동 함수의 자발적인 공간 번짐과 관련된 효과입니다. 이는 이러한 함수로 설명되는 물리적 물체의 모든 반응의 \(|\Psi |^2\) 확률 밀도의 확산으로 이어집니다. 이는 자유 입자 슈뢰딩거 방정식 솔루션에서 직접 나온 것입니다8. 파동 함수가 현실이라고 가정하면9,10 우리는 연속적인 충돌 사이의 자유 시간 동안 각 가스 입자에 이 솔루션을 독립적으로 적용합니다. 우리는 일종의 "번짐 가스" 모델을 제안했습니다. 이는 비국소성의 가정과 함께 얇은 가스의 전자기 투과율에 대한 새로운 모델로 이어집니다. 이 모델의 예측 중 하나는 측정된 광투과율이 무엇보다도 i) 사용된 검출기의 크기 및 ii) 입자 평균 자유 시간의 지속 시간에 따라 달라진다는 것입니다. 투과율에 대한 고전적인 "국소적" 접근 방식(예: Beer-Lambert 법칙)은 그러한 종속성을 예측하지 않습니다.

이 논문은 번진 가스 투과율 모델11에 대한 심층 분석을 제시합니다. 개방형 시스템과 폐쇄형 시스템을 분석합니다. 우리는 자발적인 입자 확산으로 인해 닫힌 시스템에서도 투과율이 증가할 수 있지만 어느 정도 한계까지만 증가할 수 있음을 보여줍니다. 우리는 분석적으로 이 한계를 도출합니다. 우리는 구름 질량 중심과 관련된 측정 축의 변위가 투과율 측정에 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다. 번짐 가스 투과율 모델의 G 매개변수11를 보다 철저하게 분석합니다. 마지막으로 모델의 결과를 이용하여 양자역학 해석을 구별할 수 있는 가능성에 대해 간략하게 설명합니다.

모델에는 몇 가지 가정이 있습니다. 가스 입자는 서로 독립적이며 동일한 유형의 비국소적 파동 함수(필수는 아님)입니다. 가스는 상대론적이지 않으므로 슈뢰딩거 방정식이 적용됩니다. 입자 분포는 균일하며 파동 함수는 위치에 따라 다릅니다. 광 검출기는 크기가 유한합니다. 논문11에서는 이러한 가정을 자세히 설명합니다.