NMRは量子的な現象を見ているのか？

質問

πパルスでxy平面内に持ってくると、くるくる回る様子がピックアップコイルに生じる誘導起電力として観測できます。ところで、量子力学では状態を壊さずに観測を行うことはできないと言われています。xy平面内のスピンは上向き状態と下向き状態の重ね合わせにもかかわらず、測定結果からは重ね合わせが壊されずに、歳差運動を続けているように思えます。これは、量子力学的原理からしておかしくはないですか？

回答No.1

nomercy

質問の意図は、観測したらスピンは上向きか下向きのどちらかに決定されてしまい、その後もその向きが変わらないのではないか、ということだと思います。

例えばｘ方向を向いているスピンはｚ軸を量子化軸としている場合には上向きと下向きの重ね合わせとして表現されますが、ｘ軸を量子化軸に取り直せばこれは単に上向き（ｘ軸正の向き）のスピンであり、上向きと下向きの重ね合わせにはなっていません。

NMRの場合には観測することでスピンの向きが横向きに決定され、例えばｘ軸正と負の方向の重ね合わせにはなっていない、ということだと思います。

要するにｚ軸が常に特別ではない、ということです。