Relativistically Invariant Markovian Dynamical Collapse Theories Must Employ Nonstandard Degrees of Freedom
证明了标准相对论性量子场论,即所有场都满足时空平移的发生器在前向光锥中具有谱的条件的理论,不可能存在不确定性演化。论证的过程是论证一个相对论不变的理论必须有一个稳定的真空,然后证明真空的稳定性,以及相对论因果关系的要求,需要确定性进化,如果所有的自由度都是标准的自由度。
2017-12-11 quant-ph
Towards relativistic generalization of collapse models
University of Trieste(的里雅斯特大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Trieste Section(意大利国家核物理研究所,的里雅斯特分部);Wigner Research Center for Physics(维格纳物理研究中心);Eötvös Loránd University(罗兰大学)
研究旨在实现坍缩模型的相对论性推广,提出以局部场坍缩算符和具有洛伦兹不变相关性的非马尔可夫噪声推广坍缩主方程,克服以往障碍,在非相对论极限下有理想性质并讨论了噪声相关函数选择。
2026-07-10 quant-ph
On the CSL Scalar Field Relativistic Collapse Model
本文讨论了适用于相对论不变模型的CSL动力学坍缩结构,其中生成算符是一维标量场$\hatϕ(x,t)$(质量$m$)。对于初始态$|ψ,0\rangle=\frac{1}{\sqrt{2}}[|L\rangle+|R\rangle]$,当哈密顿量$\hat H$等于0,且$\hat H$为自由场哈密顿量时,给出了密度矩阵的完整解.这里,$|L\rangle, |R\rangle$是表示粒子团的相干态,具有平均粒子数密度$Nχ_{i}^{2}(x)$,其中$χ_{1}(x),χ_{1}(x) $是宽度为$σ>>m^{-1}$的高斯,平均位置由距离$>>σ$分隔。结果表明,$\hat H=0$的解(与$\hat H\neq 0$的短时解相同)以很高的概率倾向于坍缩到本征值接近于$\simχ_{i}(x)$的标量场的本征态.因此,这种坍缩动力学导致基本上一团粒子。然而,最终粒子的产生主导了密度矩阵,因为众所周知,坍缩产生的能量/秒体积的每个粒子的动量相等。由于粒子的产生,这不是一个实验上可行的物理理论,但正如讨论所强调的那样,它是一个合理的相对论性坍缩模型,具有可感知的坍缩行为。
2019-06-27 quant-ph
Experimental Test of Relativistic Quantum State Collapse with Moving Reference Frames
本文介绍了相对论波包坍缩的实验研究。试验模型假定坍塌发生在由大量测量探测器确定的参考系中。在10 km的距离上,在小于5 ps的时间间隔内测量纠缠光子。这两个设备处于相对运动中,使得每个在其自身的惯性参考系中的两个检测器首先执行测量。数据总是再现量子关联,从而排除了一类坍缩模型。结果还将“量子信息速度“的下限分别设定为日内瓦和背景辐射参考系中光速的0.66 x 10^7和1.5 x 10^4倍。在具体的实验背景下,我们考虑了坍塌在哪里发生(如果它真的发生的话)这个非常困难和深刻的问题。
2000-07-05 quant-ph
A Relativistic Dynamical Collapse Model
讨论了一个模型,其中所有的运营商是从一个量子标量场的能量谱采取的所有实值。薛定谔图像波函数取决于每个粒子的时空坐标,以及一个不可阻挡地增加的演化参数$s$,它标记了类空超曲面的叶理。该模型被构造成在相互作用图中是明显的洛伦兹不变量。在这个框架中讨论了自由粒子的状态和相互作用。然后,应用动力学坍缩的CSL(Continuous Spontaneous Localization)理论.粒子数时空密度是粒子生成算子的一个重要参数。与以前的相对论不变模型不同,真空态没有被激发。塌陷动力学取决于两个参数,参数$Λ$表示塌陷速率/体积和比例因子$\ell$。崩溃动力学的一个常见的例子,涉及一团物质在两个位置的叠加,进行了分析。当GRW-CSL选择$\ell=a=10^{-5}$ cm,以及$Λ=λ/a^{3}$(GRW-CSL选择$λ=10^{-16}s^{-1}$)时,坍塌率与非相对论CSL相同。然而,它也表明,在宇宙的年龄核子的质量变化是不可接受的大。然后考虑$\ell$是宇宙大小的情况。结果表明,当$Λ= λ/\ell a^{2}$ .
2014-12-21 quant-ph
A Flash-Based Relativistic Collapse Model for Quantum Fields
University of Trieste(的里雅斯特大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Trieste Section(意大利国家核物理研究所,的里雅斯特分部)
针对量子测量问题,本文提出一种基于闪速的相对论坍缩框架,通过引入新物理态空间、动力学真空减除等方案解决超光速信号等挑战,应用于自由有质量标量场获有限粒子数与能量增加率,验证了框架一致性。
2026-10-09 quant-ph
Spontaneous photon-emission from a non-relativistic free charged particle in collapse models: A case-study
研究了非相对论带电粒子通过其位置与外界经典噪声相互作用的光子发射率。粒子和电磁场都是量子化的。只有在偶极近似下,运动方程才能精确地解出自由粒子或被谐振势束缚的粒子。我们感兴趣的物理量是粒子由于与噪声相互作用而发出的辐射的光谱。我们将强调光谱的几个性质,并澄清文献中出现的一些问题,关于自由粒子光谱的精确数学公式。
2014-02-10 quant-ph
On an Atom-Interferometer Test of the Speed of Collapse of Wavefunctions in Relativistic Quantum Mechanics
我建议解决的量子力学波函数的崩溃速度的争议,通过实验测试与修改后的对称马赫-曾德尔原子干涉仪,与非相交,平行,广泛分离的最终光束。根据传统的坍缩方案,当原子被光束末端的两个探测器之一捕获时,干涉仪光束中的相干双峰原子波函数以无限的速度瞬时坍缩,但直到那一刻它仍然保持相干。相反,根据赫尔维格-克劳斯的相对论坍缩方案,波函数以光速坍缩,沿着每个探测器过去的光锥在时间上向后坍缩。这导致过早的崩溃,或预崩溃,这对于3米的光束到光束的间隔在到达检测器之前延伸超过10纳秒的时间跨度。在这个时间跨度内,两束光中成对的波包将是不相干的。传统情况下的相干波包和相对论情况下的非相干波包之间的差异可以通过用横向激光束在探测器附近穿过原子束来探测原子束来测试。如果两束光中成对的原子波包是相干的,那么被两束光散射的光也将是相干的,并在两束光之间的空间中产生驻波,具有可检测的干涉条纹。如果成对的波包是不相干的,就不会产生这样的干涉条纹,散射光的分布将是两个独立的偶极子。这项试验的设计参数似乎在原子干涉测量技术的范围之内。
2017-02-07 quant-ph
Connecting the dots: Mott for emulsions, collapse models, colored noise, frame dependence of measurements, evasion of the "Free Will Theorem"
我们回顾的论点,潜像形成是一个测量中的状态向量崩溃,需要一个增强的噪声参数在客观的减少模型。在这个水平上对残余噪声的初步观察,加上几个实验界限,意味着噪声必须是有色的(即,非白人),因此是帧依赖的和非相对论的。因此,一个相对论性的客观还原模型,即使在原则上可以实现,也将与实验不相容,最好的一个可以做的是非相对论性CSL模型。这一否定的结论有其积极的一面,即非相对论CSL约化模型回避了导致康威-科亨“自由意志定理”的论证。
2018-09-11 quant-ph
Wavefunction collapse via a nonlocal relativistic variational principle
作为量子力学的另一种理论,我们提出了一个相对论协变的变分原理(VP),能够描述波函数崩溃,并作为一个适当的限制情况下,根据标准的量子力学(SQM)波动方程的波函数的演化。这导致了一个非线性、非局部、时间对称的隐变量理论;隐变量是波函数的相位,它通过zitterbewegung影响动力学。VP是δ(A_1 + εA_2)= 0,其中A_1和A_2是波函数ε的函数在所有时空上的正定积分。A_1是波函数偏离SQM波动方程的平方。A_2是波函数不确定性的量度,通过惩罚某些类型的叠加来驱动坍缩。在适当的假设和近似下,我们还证明了A_1限制了坍缩速率,并且它强制执行玻恩定则。由于VP优化了一个空间和时间的函数,所以这个理论不是通常意义上的“因果”。因为目前还不清楚自然是如何解决优化问题的(例如,无论是寻求全局最小值还是局部最小值),我们还不能说它是否是确定性的。
2012-04-18 quant-ph
Collapse of Probability Distributions in Relativistic Spacetime
空间概率分布的坍缩是由在给定时空点的测量触发的。通常假设这种坍缩发生在等时超曲面上,比如t = 0。然而,这种朴素的瞬时坍缩过程与相对论是不一致的,因为不同惯性参考系的等时超曲面是不同的。在几个不同的参考系中实现瞬时坍缩的尝试导致违反概率守恒和违反包含在给定体积元素中的概率的标量特征。这个问题不仅影响到量子力学的哥本哈根解释,也影响到其他解释,在这些解释中,仍然需要以与相对论时空几何一致的方式,说明概率在何时何地发生了什么变化。在20世纪80年代,Schlieder、Hellwig和Kraus提出,沿着测量点的过去光锥的概率分布的坍缩避免了这些困难,并导致了洛伦兹不变的坍缩场景。他们的建议很少受到注意,并受到一些负面的批评。本文论证了所提出的过去光锥坍缩不仅是合理的,而且是由概率守恒的Lorentz不变性所强迫的,并且对于量子力学中的空间概率分布和机会博弈中的概率分布(例如,纸牌游戏中的概率分布)同样有效。我检查的反对意见,已过去光锥崩溃的情况下,这些反对意见是无效的。最后,我提出了两种可能的干涉仪实验,可以作为直接测试过去的光锥崩溃,一个原子干涉仪,和其他的光干涉仪。
2017-03-01 quant-ph
Towards a theory of wavefunction collapse Part 1: How the Diosi-Penrose criterion and Born's rule can be derived from semiclassical gravity, and how the criterion can be relativistically generalised with help of the Einstein-Hilbert action
通过对半经典引力的分析,提出了一种波函数坍缩的新方法。在半经典引力中,叠加态必须共享一个共同的经典时空几何,即使它们(根据广义相对论)更喜欢不同弯曲的时空,这一事实也会导致态的能量增加,当它们的质量分布不同时。如果我们将这些能量的增加除以普朗克常数作为态的衰变率,我们就可以根据狄奥西-彭罗斯判据得到叠加态的寿命,根据玻恩定则得到还原概率。利用典型量子力学实验的一个共同性质,导出了两态叠加玻恩定则。这是因为它们在一个位置处导致不超过两个不同的质量分布,例如,指的是在该位置处检测到粒子“是”或“不是”的情况。从Diosi-Penrose判据的特征能量出发,构造了一个作用量,通过将爱因斯坦-希尔伯特作用量分解为叠加态,该作用量的相对论性推广变得明显。在第二部分中,半经典引力被增强到所谓的动力学时空方法来研究波函数坍缩,这导致了坍缩的物理机制。
2017-02-01 quant-ph
Gravity-related spontaneous collapse in bulk matter
在DP模型中,引力相关的自发波函数坍缩抑制了不需要的薛定谔猫态。我们推导出流体力学弹性(声学)模式在散装模型的方程。两个特殊的功能进行了讨论:在大波长的自发崩溃的普遍优势,和减少自发加热的DP模型的轻微改进。
2014-04-26 quant-ph
The Conway-Kochen argument and relativistic GRW models
在最近的一篇论文中,Conway和Kochen提出了现在被称为“自由意志定理”的理论,其中包括证明GRW模型与狭义相对论相结合的不可能性,即,自发波函数坍缩的相对论不变模型。由于他们的论点基本上相当于任何旨在再现量子关联的理论的非定域性证明,并且由于很长一段时间以来都很清楚,任何相对论坍缩模型都必须以某种方式是非定域的,因此我们讨论了为什么康威和科亨定理不影响制定相对论GRW模型的程序。
2007-01-22 quant-ph
Demystifying Relativistic Quantum Collapse
Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学)
本文系统性反驳了相对论性量子坍缩理论面临的概念异议,阐述了其技术挑战,指出该理论是克服标准量子理论概念局限的有前景的完全相对论性量子框架路径。
2026-08-28 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Interacting quantum field theories as relativistic statistical field theories of local beables
我们提出了一个相对论统计场论的量子场论(QFT)。这种重写在相互作用的QFT中嵌入了崩溃模型,从而为测量问题提供了一种可能的解决方案。此外,它放松了对标准QFT的结构约束,因此可能为未来的数学严格构造以及新的数值方法开辟道路。最后,因为它表明坍缩模型可以隐藏在QFT中,本文呼吁重新考虑动力学程序,作为一个可能的基础,而不是作为量子理论的修改。
2017-05-31 quant-ph
Collapse Models
这是对形式主义和模型(非相对论性和相对论性)的评论,它们修改了薛定谔方程,使其将波函数坍缩描述为动态物理过程。
1999-01-29 quant-ph
Quasirelativistic quasilocal finite wave-function collapse model
提出了一个马尔可夫波函数坍缩模型,其中的量子诱导算符是非相对论连续自发定域(CSL)波函数坍缩模型中质量密度算符的协变推广.然而,该模型不是洛伦兹不变的,因为两个这样的算子在类空分离时不对易,即,在一个洛仑兹坐标系(“优选”坐标系)中的时间排序操作不是在另一个坐标系中的时间排序操作。然而,换向器衰变的特征类空距离是粒子的康普顿波长,因此,由于换向器迅速变得非常小,该模型“几乎”是相对论性的。这个“QRCSL”模型是完全有限的:与以前的相对论模型不同,它没有(无限)真空态的能量产生。QRCSL计算给出了在空间上分离的包的叠加中单个自由粒子的崩溃率,以及任何数量的自由粒子的能量产生率:如果粒子的康普顿波长与模型的距离参数相比很小,则这些减少到CSL率。QRCSL的一个动机是认识到,以前的相对论模型需要激发的核状态,超过了实验,而QRCSL没有:一个例子是涉及四极激发的$^{74}$锗核。
2005-02-11 quant-ph
The weight of collapse: dynamical reduction models in general relativistic contexts
受引力与量子理论基础问题之间可能联系的启发,我们考虑了一种使客观坍缩模型适应广义相对论背景的方法。我们将这些想法应用于宇宙学和量子引力中的一系列开放问题,例如宇宙结构种子的出现,黑洞信息问题,量子引力中的时间问题,并以更投机的方式,应用于暗能量的性质和宇宙非常特殊的初始状态的起源。我们的结论是,客观的崩溃模型提供了一个相当有前途的路径来处理所有这些问题。
2017-01-11 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Collapse models and spacetime symmetries
给出了相对论性时间对称的波函数的动力学坍缩图象。模型中表现出这些特征的部分是崩溃结果集。它们扮演着物质在空间和时间中分布的角色。有人认为,动态崩溃的量子态,这是叶理依赖,并遵循时间不对称的动力学,是不是基本的:它代表了一个国家的信息,过去的物质分布的目的,估计未来的物质分布。从坍缩模型的观点来看,狭义相对论和广义相对论的考虑都指向一个离散的时空结构,引力可能不需要量子化就能给出一个与量子物质相一致的理论。
2016-12-30 quant-ph
Dynamical collapse for photons
我建议对我的CSL(连续自发定域)理论做一个简单的修改,用相对论性能量密度算符代替质量密度算符。探讨了密度矩阵演化方程的一些结果。首先,计算了自由粒子平均能量增加的表达式(在非相对论极限下,与通常的结果一致)。然后,将密度矩阵演化应用于光子。在坍缩率参数$λ$中,激光脉冲光子数的平均损失率、激光脉冲激发出的光子的动量分布以及宇宙黑体光谱的变化都被处理为一阶。相关的可能的实验限制$λ$进行了讨论。
2016-10-03 quant-ph
On the (im)possibility of extending the GRW model to relativistic particles
自发坍缩模型是对量子力学的修正,旨在解决测量问题。在这篇文章中,我们将考虑一些模型,这些模型试图扩展一个特定的自发坍缩模型,即吉拉迪-里米尼-韦伯模型(GRW),使之与狭义相对论相一致。我们将提出一个条件,一个相对论GRW模型必须满足三种情况:单粒子,N个可区分的粒子,和不可区分的粒子。然后,我们将表明,这种相对论性条件意味着,一个可以有一个相对论性GRW模型的单个粒子或可区分的非相互作用,非纠缠粒子,但不是其他。
2021-04-27 quant-ph
On the Electromagnetic Properties of Matter in Collapse Models
我们讨论的电磁性质的带电自由粒子,和一个带电粒子的谐波势的约束下,崩溃模型。通过选择一个特别简单的,但在物理上相关的坍缩模型,并在只有偶极近似下,我们能够精确地求解运动方程。这样,有限时间和大时间行为都可以被准确地分析。我们发现了新的特征,这些特征在以前关于同一主题的作品中没有出现。由于,到目前为止,自发光子发射过程中的崩溃参数的最强上限,我们的结果要求进一步分析这个过程中的原子系统,可用于实验测试的崩溃模型,以及量子力学。
2009-11-04 quant-ph
Collapses and revivals of matter waves
量子坍缩和复活是干涉的迷人表现。近年来,人们特别感兴趣的是玻色-爱因斯坦凝聚体中的宏观量子干涉效应。在这封信中,这种影响将研究的两个网站的玻色-哈伯德模型,这是一个标准模型探索的玻色-爱因斯坦凝聚体。一个解析表达式,是有效的,在弱耦合限制的两个网站的占领的差异开发和测试数值。它正确地描述了崩溃和复兴。此外,它表明,一个计算的第一阶粒子间的相互作用是需要预测的崩溃和复兴时间,而第二阶是需要的复兴峰的形状的评价。我们认为,这一结果与发现崩溃和复苏的各种情况有关。
2015-01-27 quant-ph
Relativistic collapse dynamics and black hole information loss
我们研究了一个解决黑洞信息之谜的建议,在修改后的量子理论的背景下,涉及自发还原的量子态。这类理论是为了解决量子理论中所谓的“测量问题”而发展起来的,在过去,这些理论都是在非相对论的背景下建立起来的,并且以这种形式,它们以前被应用于黑洞的信息问题。在这里,我们第一次在一个简单的玩具模型中展示了在完全相对论的背景下对这个问题的处理。我们还讨论了目前的分析留下的问题,作为开放的问题,在未来的改进目前的方法来处理。
2016-04-22 gr-qc hep-th quant-ph
Relativistic Path-Integral Origin of the Dirac Equation, Quantum Collapse, Decoherence and Non-Hermitian Phenomena
College of Science, Hunan University of Technology(湖南工业大学理学院)
本文通过构建自洽的相对论路径积分,揭示了量子测量的动态机制,并推导出退相干和非厄米特描述的原理,同时提出通过工程有色噪声加速量子态缩减的新方法。
2026-04-17 physics.gen-ph quant-ph
Relational Reality in Relativistic Quantum Mechanics
相对论性量子力学中的约化过程至今仍无法找到一个符合实际的解释。基本的问题是状态对发生坍缩的框架的依赖性。适当地利用测量过程中所涉及的器件的因果结构,我们就可以为量子态的坍缩引入协变的概念。
2002-01-25 gr-qc quant-ph
Dark energy from quantum wave function collapse of dark matter
动力学波函数坍缩模型要求由波动标量场与物质波函数的相互作用产生的特定速率的能量的连续释放。我们考虑宇宙中暗物质组分的波函数坍缩过程。从一个特定的宇宙早期时代开始,从物理的考虑,相关的能量释放率进行整合,以产生星系形成时代周围的暗能量的必要幅度。此外,释放能量的状态方程渐近地接近$w \to -1$,提供了一种产生宇宙当前加速度的机制。
2009-09-03 gr-qc quant-ph
The case of Quantum Gravity with Spontaneous Collapse of the Wave Function
本文梳理了波函数自发坍缩与广义相对论相关的量子场论普适不可逆性这两个独立起源的概念,指出它们近年来开始趋同并相互支持,为量子引力研究提供新思路。
2023-03-12 gr-qc quant-ph