Koherentsete

Koherentsete seisundite mõiste ilmneb kvantmehaanikas, eriti kvantoptikas ja kvantvalgustuses. Need seisundid on annihilatsioonoperaatori a suhtes oma olemuselt eriliigilised: a|α⟩ = α|α⟩, kus α on kompleksväärtus. Koherentseid seisundeid saab konstrueerida nihkeoperaatorit D(α) kasutades: |α⟩ = D(α)|0⟩, kus D(α) = exp(α a† − α* a). Nad moodustavad ülekomplekti aluse ja ei ole omavahel ortogonaalsed: ⟨α|β⟩ = exp(−(|α|^2 + |β|^2)/2 + α*β).

Koherentsete seisundite iseloomustavad asjaolu, et need saturerivad Heisenbergi ebakindluse piiri: Δx Δp = ħ/2, mis on minimaalne. Nende kvadratuuride ebakindlus on võrdeliselt sama suur ning nende fotonite jaotus on Poissoniline: P(n) = e^{−|α|^2} |α|^{2n}/n!.

Ajaliselt evolveerides seisundid säilitavad oma kuju: H = ħω(a†a + 1/2) korral |α(t)⟩ = e^{−iωt/2} |α e^{−iωt}⟩, mis tähendab, et amplitude ja faas muutuvad ajaga, kuid kuju püsib. Füüsikaliselt peegeldab α klassikalise elektromagnetvälja suurust ning koherentset seisundit saab pidada kvantklassikalise piiri lähteks.

Kasutus ja üldistused: koherentseid seisundeid nähakse kui kvantseisu klassikalise pildilise kirjeldamise alus – need on laservalguse lähte- ja kirjeldusvahendid ning laialdaselt kasutusel kvantoptikas ja metrologias. Nad moodustavad kasuliku alusmaterjali Glauber–Sudarshan P-representatsiooniga. Üldistused hõlmavad spinnikoherentseid olekuid (SU(2)) ja muid koherentseid olekuid erinevatel Lie-rühmadel ning neid rakendatakse ka muudes kvantsüsteemides.