QUANTUM ZENO EFFECT, KAPITSA PENDULUM AND WHIRLIGIG PRINCIPLE. COMPARATIVE ANALYSIS

East European, Of Physics East, Eur
2015 J. Phys   unpublished
Comparative analysis of three stabilization mechanisms of unstable states of physical systems is presented in this review. These mechanisms are: the quantum Zeno effect, the stabilization of unstable states in an external fast oscillating field (at the example of Kapitza pendulum), and the algorithm called as the principle of whirligig. The common features of these mechanisms, as well as the differences between them, are defined in the paper. In particular, it is shown that the stabilization of
more » ... he stabilization of quantum systems is possible without involvement of such a notion as the collapse of the wave function. For stabilization there is enough to have such a stabilizing radiation flow when the Rabi frequency of transitions does exceed some frequency. This particular frequency is a magnitude inversely proportional to the lifetime of the state under stabilization. It is shown that stabilization of unstable states by impact of rapidly oscillating forces occurs by non-self-consistent exposure, i.e. the dynamics of stabilizing field is independent of the dynamics of the stabilized state. Stabilization with the principle of whirligig does occur by self-consistent forces, and thus, in many cases stabilization by the use of the principle of whirligig can be more effective. KEYWORDS: quantum Zeno effect, stabilization, Kapitza pendulum КВАНТОВИЙ ЕФЕКТ ЗЕНОНА, МАЯТНИК КАПІЦИ ТА ПРИНЦИП ДЗИГИ. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ В.О. Буц Національний Науковий Центр «Харківський фізико-технічний інститут» вул. Академічна 1, м. Харків, 61108 Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна 61022, м. Харків, пл. Свободи 4, Україна Дано порівняльний аналіз трьох механізмів стабілізації нестійких станів фізичних систем. Цими механізмами є: квантовий ефект Зенона, стабілізація нестійких станів у зовнішньому швидкоосцилюючому полі (на прикладі маятника Капіци), а також алгоритм, який був названий принципом дзиги. Визначено загальні риси цих механізмів, а також відмінності між ними. Зокрема, показано, що стабілізація квантових систем можлива без залучення такого поняття як колапс хвильової функції. Для стабілізації достатньо, щоб потік стабілізуючого випромінювання був таким, щоб частота Рабі переходів в цьому полі, була по можливості більшою, ніж деяка частота. Цією частотою є величина, яка обернено пропорційна часу життя стану, що стабілізується. Показано, що стабілізація нестійких станів шляхом впливу на неї швидко осцилюючих сил відбувається несамоузгодженим впливом, тобто динаміка стабілізуючого поля не залежить від динаміки стану, що стабілізується. Стабілізація при використанні принципу дзиґи відбувається самоузгодженими силами. В результаті, в багатьох випадках, стабілізація з використанням принципу дзиґи може бути ефективнішою. КЛЮЧОВІ СЛОВА: квантовий ефект Зенона, стабілізація, маятник Капіци КВАНТОВЫЙ ЭФФЕКТ ЗЕНОНА, МАЯТНИК КАПИЦЫ И ПРИНЦИП ЮЛЫ. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ В.А. Буц ННЦ «Харьковкий физико-технический институт НАН Украины» 61108, Харьков, Академическая, 1; Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина 61022, Украина, г. Харьков, пл. Свободы 4, Украина Дан сравнительный анализ трех механизмов стабилизации неустойчивых состояний физических систем. Этими механизмами являются: квантовый эффект Зенона, стабилизация неустойчивых состояний во внешнем быстроосциллирующем поле (на примере маятника Капицы), а также алгоритм, который был назван принципом юлы. Определены общие черты этих механизмов, а также различия между ними. В частности, показано, что стабилизация квантовых систем возможна без привлечения такого понятия как коллапс волновой функции. Для стабилизации достаточно, чтобы поток стабилизирующего излучения был таким, чтобы частота Раби переходов в этом поле, была по возможности большей, чем некоторая частота. Этой частотой является величина, которая обратно пропорциональна времени жизни стабилизируемого состояния. Показано, что стабилизация неустойчивых состояний путем воздействия на нее быстроосциллирующей силы происходит несамосогласованным воздействием, т.е. динамика стабилизирующего поля не зависит от динамики стабилизируемого состояния. Стабилизация при использовании принципа юлы происходит самосогласованными силами. В результате, во многих случаях, стабилизация с использованием принципа юлы может быть эффективнее. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: квантовый эффект Зенона, стабилизация, маятник Капицы 5 Quantum Zeno effect, Kapitsa pendulum and whirligig principle. Comparative analysis
fatcat:qxiuylprojdxnnkozbtwf3xsze