المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
تـشكيـل اتـجاهات المـستـهلك والعوامـل المؤثـرة عليـها
2024-11-27
النـماذج النـظريـة لاتـجاهـات المـستـهلـك
2024-11-27
{اصبروا وصابروا ورابطوا }
2024-11-27
الله لا يضيع اجر عامل
2024-11-27
ذكر الله
2024-11-27
الاختبار في ذبل الأموال والأنفس
2024-11-27


Review of the Density Matrix  
  
1681   02:48 صباحاً   date: 14-12-2015
Author : Leonard Susskind And James Lindesay
Book or Source : AN INTRODUCTION TO BLACK HOLES, INFORMATION, AND THE STRING THEORY REVOLUTION
Page and Part :


Read More
Date: 17-12-2015 1793
Date: 12-2-2017 1741
Date: 12-2-2017 1582

Review of the Density Matrix

   Suppose a system consists of two subsystems, A and B, which have previously been in contact but are no longer interacting. The combined system has a wavefunction

Ψ = Ψ(α, β)         (1.1)

where α and β are appropriate commuting variables for the subsystems A and B.

          Now suppose we are only interested in subsystem A.A complete description of all measurements of A is provided by the density matrix ρA(α, α' ).

 (1.2)

Similarly, experiments performed on B are described by ρB(β, β' ).

 (1.3)

     The rule for computing an expectation value of an operator a composed of A degrees of freedom is

  (1.4)

Density matrices have the following properties:

1) Tr ρ = 1 (total probability=1)

2) ρ = ρ (hermiticity)

3) ρj ≥ 0 (all eigenvalues are positive or zero)

In the representation in which ρ is diagonal

 (1.5)

The eigenvalues ρj can be considered to be probabilities that the system is in the jth state. However, unlike the case of a coherent superposition of states, the relative phases between the states | j› are random.

      There is one special case when the density matrix is indistinguishable from a pure state. This is the case in which only one eigenvalue ρj is nonzero. This case can only result from an uncorrelated product wave function of the form

 (1.6)

A quantitative measure of the departure from a pure state is provided by the Von Neumann entropy

 (1.7)

S is zero if and only if all the eigenvalues but one are zero. The one non-vanishing eigenvalue is equal to 1 by virtue of the trace condition on ρ. The entropy is also a measure of the degree of entanglement between A and B. It is therefore called the entropy of entanglement.

      The opposite extreme to a pure state is a completely incoherent density matrix in which all the eigenvalues are equal to 1/N, where N is the dimensionality of the Hilbert space. In that case S takes its maximum value

 (1.8)

More generally, if ρ is a projection operator onto a subspace of dimension n, we find

   S = log n      (1.9)

Thus we see that the Von Neumann entropy is a measure of the number of states which have an appreciable probability in the statistical ensemble. We may think of eS as an effective dimensionality of the subspace described

by ρ.

      The Von Neumann (or entanglement) entropy should not be confused with the thermal entropy of the second law of thermodynamics. This entropy has its origin in coarse graining. If a system with Hamiltonian H is in thermal equilibrium at temperature T = 1/β then it is described by a Maxwell–Boltzman density matrix

 (1.10)

In this case the thermal entropy is given by

 (1.11)




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.