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Physics

Wo ist der Klotz?

Zufällige Momentaufnahmen eines Klotzes auf reibungsfreier Bahn ergeben ein Histogramm - und es konvergiert gegen 1/v, den klassischen Schatten von |psi|^2.

Wo ist der Klotz? — Bild aus der Anwendung
Bild aus der Anwendung

Was passiert

Eine zufällige Aufnahme trifft den Klotz dort, wo er verweilt, und er verweilt, wo er langsam ist. Die Wahrscheinlichkeit geht daher wie 1/v - auf einer zweistufigen Bahn zwei ebene Plateaus im Verhältnis der Geschwindigkeiten. Die Balken entstehen aus echten Aufnahmen einer echten Bahn, zu Poisson-Zeiten genommen, damit kein Rhythmus der Bahn mit der Kamera schwebt; die Linie ist die Theorie.

Gleichungen des Moduls
Gleichungen
P_classical(x) ∝ 1 / v(x)
|ψ_n(x)|² über Energieniveaus nahe E gemittelt → 1 / v(x)
Die Wahrscheinlichkeitsdichte eines Quantenniveaus oszilliert; Mittelung reproduziert die klassische Verteilung
χ²/dof = Σ(O − E)²/E über Histogramm-Bins mit E ≥ 5, geteilt durch ihre Anzahl − 1;  etwa 1, wenn die Stichproben der Wahrscheinlichkeitsdichte folgen, wachsend mit N, wenn sie nicht

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Ein LC-Oszillator hat gleich weit auseinanderliegende Niveaus, also kann nichts in ihm ein Zweiniveausystem sein. Tausche die Spule gegen einen Josephson-Kontakt, und die Parabel wird ein Kosinus: die Niveaus rücken um die Anharmonizität α zusammen, so dass ein Treiben auf 0→1 den Übergang 1→2 in Ruhe lässt. Die andere Zahl, die Ladungsdispersion, fällt exponentiell mit √(E_J/E_C), während α nur linear fällt - dieser Handel ist der Transmon. Beide Zahlen kommen aus dem live diagonalisierten Hamiltonoperator, und ein π-Puls zeigt das Leck, das die Anharmonizität zulässt.

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