On the quantum foundations of the exponential decay law

Summary

By assuming that in every actual decay process the unstable system is subject to repeated processes of measurement which ascertain whether the system is decayed or not, we prove that the decay law is exponential, obtaining a consistent reconciliation of the quantum and the classical statistical descriptions of decay experiments. We also show that the measurement process is a localization of the decay products and that, consequently, the unstable system is reduced to a unique quantum state. We are able to give, within the framework of ordinary quantum mechanics, a natural definition of the wave function of the unstable system.

Riassunto

Nell’ipotesi che in ogni effettivo processo di decadimento il sistema instabile sia soggetto a ripetuti processi di misura che accertano se il sistema è decaduto o no, si dimostra che la legge di decadimento è esponenziale, giungendo ad una coerente riconciliazione delle descrizioni statistica e quantistica degli esperimenti di decadimento. Si mostra inoltre che il processo di misura è una localizzazione dei prodotti di decadimento e che, conseguentemente, il sistema instabile viene ridotto ad un unico stato quantistico. Nel quadro della meccanica quantistica ordinaria si dà una definizione naturale della funzione d’onda del sistema instabile.

Реэюме

Предполагая, что в каждом реальном процессе распада нестабильная система подвергается повторным процессам иэмерения, которые устанавливают распалась ли система или нет, мы докаэываем, что эакон распада является зкспоненциальным, что приводит непротиворечивому примирению квантового и классического статистического описаний зкспериментов по распаду. Мы также покаэываем, что процесс иэмерения представляет локалиэацию продуктов распада и, следовательно, нестабильная система приводится к единственной квантовой системе. В рамках обычной квантовой механики мы можем дать естественное определение волновой функции нестабильной частицы.