افتخار همکاری دیگر با دکتر محمدجواد کاظمی عزیز و دیگر همکاران گرامی
Arrival Time -- Classical Parameter or Quantum Operator?
MohammadJavad Kazemi, MohammadHossein Barati, Ghadir Jafari, S. Shajidul Haque, Saurya Das
Abstract:
The question of how to interpret and compute arrival-time distributions in quantum mechanics remains unsettled, reflecting the longstanding tension between treating time as a quantum observable or as a classical parameter. Most previous studies have focused on the single-particle case in the far-field regime, where both approaches yield very similar arrival-time distributions and a semi-classical analysis typically suffices. Recent advances in atom-optics technologies now make it possible to experimentally investigate arrival-time distributions for entangled multi-particle systems in the near-field regime, where a deeper analysis beyond semi-classical approximations is required. Even in the far-field regime, due to quantum non-locality, the semi-classical approximation cannot generally hold in multi-particle systems. Therefore, in this work, two fundamental approaches to the arrival-time problem -- namely, the time-parameter and time-operator approaches -- are extended to multi-particle systems. Using these extensions, we propose a feasible two-particle arrival-time experiment and numerically evaluate the corresponding joint distributions. Our results reveal regimes in which the two approaches yield inequivalent predictions, highlighting conditions under which experiments could shed new light on distinguishing between competing accounts of time in quantum mechanics. Our findings also provide important insights for the development of quantum technologies that use entanglement in the time domain, including non-local temporal interferometry, temporal ghost imaging, and temporal state tomography in multi-particle systems.
https://arxiv.org/abs/2512.13502
مسئله زمان رسیدن یکی از چالشی ترین مسائل بنیادی در نظریه کوانتومی است. زمان در معادله شرودینگر به صورت یک پارامتر ظاهر می شود. از طرف دیگر همان طور که در همه کتاب های درسی می بینیم هر مشاهده پذیری در نظریه کوانتومی متناظر با یک عملگر است. از طرف دیگر زمانی که طول می کشد که ذره ای را در آشکارساز ببینیم یک کمیت قابل اندازه گیری در آزمایشگاه است. سوال این است که این کمیت را نظریه کوانتومی چگونه پیش بینی می کند. دو رویکرد کلی وجود دارد یا برای این کمیت عملگر مناسبی پیشنهاد کنیم و یا اینکه این کمیت را از روی مشاهده پذیرهای دیگر محاسبه کنیم و زمان همچنان پارامتر بماند. در این مقاله پیشنهاد شده است که توزیع مشترک زمان رسیدن در سیستم های چند ذره ای برای این دو رویکرد متفاوت است و در آزمایشگاه می تواند اندازه گیری و بین این دو رویکرد تمایز قائل شد.