崩溃理论(二)

QMSL的关键假设是以下内容:任何物理系统的每个基本组成部分在随机和自发的本地化过程(我们将调用致电)围绕适当的位置。 要具有精确的数学模型,必须对上述假设非常具体,使得显明是如何运行的(波浪函数的修改是由本地化引起的),在那里它发生(确定在某个位置处的定位的发生)而不是另一个一),最后(在什么时候),它发生。 现在提出了这些问题的答案。

让我们考虑N个可区分粒子的系统,让我们表示状态向量(Q1,Q2,...,Qn)的坐标表示(波浪函数)(由于假设Hittings不采用它们,因此忽略旋转变量)。

问题的答案是如何:如果在点x处对第i粒子发生击打,则波函数瞬间乘以高斯函数(适当标准化)

g(qi,x)= kexp [ - {1 /(2d2)}(qi-x)2],

其中d表示本地化准确性。 让我们表示为

li(第一季度,第2季度,...,qn; x)= f(第一季度,第2季度,...,qn)g(qi,x)

在本地化之后立即的波函数,尚未正常化。

对于本地化发生的位置,假设其在点X处发生的概率密度p(x)由状态Li(长度,或更精确,模量的积分在函数Li上方3n维空间)。 这意味着如果在标准量子描述中,如果执行测量,则在那些在标准量子描述中存在更高的概率,在那些在标准量子描述中找到粒子的概率更高(但记住在我们的情况下,没有进行测量;致力于自发过程)。 注意,上述处方在动态中引入了非线性和随机元素。 选择在G(Qi,x)表达式中的常数k以使得P(x)在整个空间上的P(x)的积分等于1。

最后,根据假设致命分布在随机分布的时间,根据泊松分布,提出问题时,问题何时回答,其频率为F.

当击球过程发生时,当发生颗粒的定位时,可以简单地看到,该颗粒的定位,其最初被截取到大于d的距离。 作为一个简单的例子,我们可以考虑一个粒子,其挥发性与零不同于两个小而远距离区域h和t。 假设在H周围发生定位; 然后,击球之后的状态从H本身周围的区域中显着不同于零。 如果击球发生在T周围,则完全类似的参数。 关于状态围绕H和T的点崩溃的可能性,一种容易看到这种致力的概率密度,根据乘法规则确定Li,实际上为零; 此外,如果发生这种击打,则在标准化之后,系统的波函数将保持几乎不变。

我们现在可以讨论理论的最重要特征:触发机制。 为了了解通过增加空间区域的颗粒的数量来增强自发定位机制的方式(与D相比),可以考虑用于简单的叠加,两个宏观的相等重量指针状态|h⟩和| T 1分别对应于两个不同的指针位置H和T。 考虑到指针是“几乎刚性”并包含宏观数N的微观成分,可以写入状态,明显符号,如:

|s⟩= [| 1靠近h1⟩... | N附近hn⟩+ | 1近t1⟩... | N靠近tn⟩],

其中靠近H,Ti靠近T.在等式(4)右侧出现的第一项出现的状态才与零不同,只有当它们的参数(1,......,n)均靠近H时,而第二项的那些才与零附近的零不同。现在显而易见的是,如果任何颗粒(例如,第i颗粒)经历击打过程,例如在HI周围,乘法处方几乎抑制了(4)中的第二项。 因此,任何组分的任何自发定位量的定位量将达到指针的定位。 因此,击球频率与成分的数量有效地比例地放大。 请注意,为简单起见,该参数是指几乎刚性的主体,其中所有粒子在叠加的一个状态下的颗粒在另一个状态下的一个态度。 然而,应该显而易见的是,放大减少的真正重要的是在叠加本身出现的两个状态中的不同位置处的颗粒的数量。

在这些前提下,我们现在可以继续选择理论的参数d和f,即定位精度和平均定位频率。 上面给出的参数表明,如何以这种方式选择参数,即微观系统的量子预测仍然完全有效,而在非常短的时间内抑制了测量样情况的令人尴尬的宏观叠加。 因此,作为管理所有物理过程的统一动态的结果,单个宏观物体获取明确的宏观性质。 GRW模型中建议的选择是:

F。= 10-16 S-1

天。= 10-5厘米

因此,微观系统平均每亿岁经历局部化,而每10-7秒的宏观检验每10-7秒就经历本地化。 关于Schrödinger与他的猫,J.S.的着名示例提出的宏观象牙问题的具有挑战性的版本。 贝尔评论(1987:44):[QMSL中]猫并不是死亡的,并且不仅仅是一个以上的分裂。 除了用于微观系统的钻头的极低频率之外,与原子的尺寸相比,定位宽度的情况也是如此(即使当发生定位时,对于原子的内部经济而言,即使是对原子的内部经济性的影响很小)在保证没有修改的动态隐含着违反测试良好的量子机械预测。

与标准量子力学相反,GRW理论允许精确地定位微型和宏观,可逆和不可逆,量子和古典的“分裂”。 这是另一种说GRW解决了测量问题的方法。 两种类型的“制度”之间的过渡由颗粒的数量管辖,这些颗粒的数量是由崩溃过程定位的。 结果是GRW使得预测与标准量子机械预测不同。 我们将回到这个重要的问题。

关于模型参数的选择,必须强调,因为它是显而易见的,从微量到宏的刚提到的过渡区域依赖于它们的值。 脱离原始选择GRW,Adler(2003)建议将F的价值增加到109倍的尺寸。这导出的原因要求在摄影中的潜在图像形成期间,在乳液的谷物之后,崩溃成为有效兴奋; 这相当于要求当人眼被少量光子(非常低的感知阈值)击中时,在眼睛的杆上发生(Bassi,Deckert和Ferialdi 2010)。 正如我们将在如下所述讨论的那样,如果一个接受F的原始GRW值,则在杆中不能发生减少(因为相对少量的分子 - 小于105-受影响),但仅在沿着大脑内的神经信号传输期间,涉及涉及位移的过程1012的多个离子。

有趣的是,阿德勒(2003)所建议的大幅度变化具有物理影响,这些含义已经是通过实验伪造的,见Curceanu,Hiesmayr和Picicicchia 2015; Bassi,Deckert和Ferialdi 2010; Vinante等。 2016; 和Toroš和Bassi 2018。

6.连续自发定位模型(CSL)

刚呈现的模型(QMSL)具有严重缺点:它不允许处理包含相同成分的系统,因为它不遵守这种颗粒的对称性或反对称要求。 克服这种困难的一个非常自然的想法是将击球过程与单个颗粒相关联,而是在适当体积上平均粒子数密度。 这可以通过在理论中引入新的现象学参数来完成,然而可以通过适当的限制程序来消除(见下文)。

克服这个问题的另一种方法导致在P. Pearle的原始方法内注射了GRW模型的物理上适当原理。 这一思路导致称为CSL(连续自发定位)模型(Pearle 1989; Ghirardi,Pearle和Rimini 1990),其中表征QMSL的不连续跳跃是由连续的随机替换的希尔伯特空间的进化(一种状态Vector的Brownian运动)。

基本工作原理是CSL类似于GRW模型的工作原理,尽管技术细节可能会显着不同。 有关审查查看(Bassi和Ghirardi 2003; Adler 2007,Bassi,Lochan,等。2013)。 在这方面,有趣的是要注意(Ghirardi,Pearle,&Rimini 1990),对于任何CSL动态,有一个击中动态,从物理的角度来看,它是'尽可能接近它'。 在下面的讨论中,它对CSL形式主义的CSL形式主义的详细信息进行了分析,而是有用的,而是有用的,以分析它的简化版本。

旨在理解CSL模型的物理影响,例如连贯的抑制率,我们现在进行一些简化的假设。 首先,我们假设我们只处理一种种类的颗粒(例如,核磁),其次,我们忽略了演化中的标准Schrödinger术语,最后,我们将整个空间分为体积D3的细胞中。 我们表示N1,N2,......在细胞I中存在Ni颗粒,并且我们认为两个状态的叠加| N1,N2,......和| M1,M2,......在各种职业数中不同宇宙的细胞。 通过这些假设,非常容易证明两种州之间相干关系的抑制率(使最终状态是两个而不是他们的叠加)的规范:

进出口{-f [(n1个-的m1)2+(n2的平方米)2 + ...] t},

宇宙的所有细胞出现在指数中方括号内的总和。 除了与成分的身份有关的差异之外,整体物理学与QMSL暗示的情况非常相似。

等式6提供了讨论与引力效应相干抑制的可能性的机会。 实际上,参考该等式,我们注意到最坏情况(从抑制相干所需的时间的角度来看)与其对应于两个状态的叠加,其中各个单元的占用数仅不同于一个单元。 在这种情况下,采取差异平方的放大效果消失了。 然后让我们询问问题:有多少核子(最差)应该占用不同的细胞,以便在特征在于人类感知过程的时间内动态抑制给定的叠加? 由于这种时间是10-2秒和f = 10-16秒-1的顺序,因此位移核子的数量必须是1018的顺序,其对应于普朗克群众的显着精度。 这一数字似乎与PenRose的试图联系到量子重力效应的减少机制(PenRose 1989)的试图相同的方向。

7. CSL和实验

通过修改量子动态,CSL,如所有折叠模型都使预测从标准量子机械略有不同。 我们审查最重要的案件。

超导装置的影响。 已经介绍了详细的分析(Ghirardi&Rimini 1990)。 如在那里,如估计关于超导装置的可能影响的估计(RAE 1990; Gallis和Fleming 1990; Rimini 1995),以及原子激发(普通的1991),事实证明,目前的技术表现不可能清除实验,允许区分模型的标准量子力学。

大分子衍射实验中的相干性丧失。 A. Zeeinger的Viennese组首先,然后是M.Arndt,已经进行了涉及大分子的重要衍射实验。 最相关的涉及C60,(720核聚象)(ARNDT等人1999),C70,(840核)(Hackermueller等,2004)和更复杂的分子(超过10,000个核聚素,Eibenberger等。2013,Fein等人。2019)。 到目前为止,这些实验无法测试桤木的提议,因此较少的GRW提案较少,因为崩溃率(Toroš,Gasbarri和Bassi 2017)。 为了探测这些价值,可能是通过实现外层空间的实验,需要进行显着的技术开发,其中可以保持一致的较长时间(Kaltenbaek,Hechenblaikner等,2012)。

光机械干涉仪中的连贯性丧失。 最近,通过诉诸涉及(介于审视)镜子的实验设置来测试叠加原则的有趣提议已经提出(Marshall等,2003)。 这种刺激提案导致了一批直接对崩溃理论感兴趣的科学家(Bassi,Ippoliti&Adler 2005; Adler,Bassi&Ippoliti 2005),以检查所提出的实验是否可能是用于测试动态减少模型的关键与量子力学。 问题非常微妙,因为镜子的振荡的延伸远小于GRW的定位精度,因此本地化过程几乎无效。 然而,最近已经进行了这种系统的物理学的详细回答,并且已经允许借鉴所谓的提案(2007)改变他所考虑的一个因素的GRW理论的频率的提议是站不住脚的。

光机械系统中的非干涉测量试验。 2003年,提出了一个有趣的测试思科镜子叠加的提议(Marshall等,2003)。 这种刺激提案面临强大的技术困难,例如环保干势,这可以防止检测叠加。 然而,存在可以在这种系统中开发的崩溃理论的副作用。 实际上,波失速的崩溃导致系统的质量中心(Collett&Pearle 2003)的有效噪声,这可以通过实验界定。 已经提出了光学力学应用程序(Bahrami,Paternostro,等。2014; Nimmrichter,等。2014; Diosi 2015)测试这种效果,各种实验表明了这种技术的潜力。 它们的范围从纳米机械悬臂冷却到Millikelvin温度(Vinante,Bahrami,等。2016; Vinante,Mezzena,等,Et。2017)到引力波探测器Ligo,Auriga和Lisa Pathfinder(Carlesso,Bassi,等。2016; 2017年Helou等,在室温下光学或磁悬浮系统(Zheng等人2020; Pontin等,2019 [其他互联网资源])。 最近,提出了几个提案,以进一步推动崩溃参数上的界限,现在在d = 10-7米处的F = 10-8秒-1的限制。 这些提议利用当前实验的不同可能的修改,例如测试质量的多层结构(Carlesso,Vinante等,2018)将放大特定值的界限。 人们还可以考虑不同程度的自由度,例如旋转的自由度原则上可能对崩溃效果更敏感(Carlesso,Paternostro,等。2018; Schrinski,Stickler,&Hornberger 2017)。 第一申请在扭转实验中实施(Komori等人。2020)。

具有冷原子的非干涉测量实验。 捕获,冷却和操纵原子的最新进步铺平了用冷原子测试塌陷模型的方式。 与光学机械系统类似,通过量化由崩溃过程引起的布朗噪声来导出崩溃参数的界限。 重点是能量增加或位置扩散。 为了制作一个例子,如果原子云可以自由地发展,能量将随时间线性地生长,而立方体的位置会随着立方功率而进行。 从两个变量获得实验界限,并在LALE,Muillin和Pearle 2014和Bilardello等人分析。 分别为2016年。

来自锗的自发X射线排放。 折叠模型不仅禁止宏观叠加稳定,它们共享了标准理论禁止的其他几个功能。 其中一个是从诸如稳定的系统中的辐射自发排放,如原子。 虽然标准理论预测,这种系统 - 如果不兴奋 - 不发射辐射,则由于系统之间的相互作用和负责崩溃的噪声而产生折叠模型允许产生辐射。 已计算排放率为免费的带电粒子(傅1997; Adler,Bassi,Donadi 2013),谐波振荡器(Bassi&Donadi 2014; Donadi,Deckert,&Bassi 2014)和氢原子(Adler等,2007)。 给出了通用系统的辐射发射的公式(Donadi&Bassi 2014)。 理论预测与当前的实验数据相容(FU 1997)。 无论如何,此类实验的重要性在于 - 到目前为止 - 它们为崩溃参数提供最强的上限(Adler&Bassi 2007)。 但这不是整个故事:最近(Curceanu,Hiesmayr,&Piscicchia 2015; Curceanu,Bartalucci,等。2016; Piscicchia等,2017),在这一研究中,它被证明了实验地,除非通过采用非白噪声来修改CSL模型(其实际情况实际上,否则Adler(2007)对原始GRW纸张的频率的激烈变化的提案绝对与实验数据不相容。如果噪声是物理的,则合理的假设)。

CSL和有意识的感知。 CSL的一个有趣特征是,当涉及有意识的感知时,两个脑状态在叠加中的两个脑状态和出现明确感知所必需的时间,这非常相似,这对概率有一些(小但重要的)含义结果。 这一点已经详细分析,并通过借助减少减少过程的量子系统的简单模型来分析并明确评估(Ghirardi&Romano 2014)。 这个想法是考虑旋转的1/2粒子,其旋转围绕X轴旋转,其频率是随机测量中的一个随机测量中的一个,该频率确定其旋转是否上旋转或向下相对于Z轴向上或向下。 事实证明,对于Sz的两个特征甾烷的振幅A和B的叠加,与两种结果相关的两个监测感知的可能性将从量子力学预测的那些差异约为1%,即| a |分别为2和| 2。

该测试对崩溃理论的一般意义也非常有趣,因为它将提供一些实际证据,其中有一些实际的证据,在这种情况下,在能够引发两种精确(和不同)感知的两个微观不同状态的叠加的情况下,大脑实际上崩溃了波飞行功能只产生一个感知,一个明确的指示,标准理论不能运行整个过程。

总结,由于技术改进的快速技术,实验可能在崩溃模型所暗示的标准量子理论中测试与标准量子理论的偏差,似乎变得越来越可行。

8.关于崩溃理论的一些评论

A. Pais在爱因斯坦的传记中召回了众所周知:

我们经常讨论他的客观现实的概念。 我记得,在一个步行期间,爱因斯坦突然停了下来,转向我,并询问我是否真的相信月亮只有在我看着它。 (PAI 1982:5)

在爱因斯坦·爱因斯坦的言论中,哲学家 - 科学家(Schilpp 1949)中,我们可以将此引入月亮作为“属于宏观概念领域的事实”的极端例子',也是一条纸条上的标记,用于注册衰减实验的结果,这样

因此,几乎没有可能成为任何人倾向于认真考虑的人,即位置的存在基本上依赖于在登记带上进行的观察。 因为,在宏观球体中,它只是被认为是必须遵守空间和时间的现实描述的程序; 虽然在微观情况的范围内,但是一个更容易倾向于放弃,或者至少修改这个程序。 (1949:671)

然而,

“宏观”和“显微镜”是如此相互关联的,在“微观”中放弃这个程序看起来不切实际。 (1949:674)

有人可能会推测爱因斯坦不会认真对待DRP,因为这是一个根本不确定的计划。 另一方面,DRP允许这一中间地面,在放弃“空间和时间”和时空的经典描述之间(当时没有人看起来时),并且需要它也适用于微观水平(如某种“隐藏的”变量“理论”。 似乎对爱因斯坦的“现实主义”追求更加成功而不是先验的承诺,而且原则上,他将接受需要在微系统的古典概念中改变彻底改变的尝试然而,允许在这种规模中匹配匹配我们确定的看法的宏观主义立场。

在DRP中,我们可以在一个EPR-BOHM情况下说“当没有人看起来”,它没有明确的任何方向旋转,特别是当它在彼此远离彼此的两个州的叠加时,它无法被认为是在明确的地方(请参阅第11节中的备注)。 然而,在MacRorealm中,对象确实具有明确的位置,并且通常以古典术语描述。 也就是说,尽管DRP计划没有向理论增加“隐藏变量”,但它意味着月亮肯定是肯定存在的,即使没有令人留言。 用J. S. Bell,DRP的话语

允许电子(通用微系统)享受波浪的浑浊,同时允许桌子和椅子,以及照片上的桌子和黑色标记,在一个地方而不是另一种地方,并以古典术语描述。 (贝尔1989A:364)

(本章完)

相关推荐