实标量场的理想测量具有因果性吗?
量子物理
2023-06-23 v1 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 理论
数学物理
math.MP
摘要
半个世纪前,利用空间类局域可观测量对易这一基本性质,人们在量子场论(QFT)中为局域投影算符给出了一种局域且(看似)因果一致的投影假设实现。但这并非关于 QFT 中投影式或理想测量是否尊重因果性的终章。尤其,Sorkin 在 20 年后用一个先前被忽视的场景对理想测量的因果一致性提出质疑。然而,Sorkin 的例子涉及非局域算符,因此问题依然在于:局域算符的理想测量是否因果一致,从而是否在物理上可实现。考虑连续与离散时空(如因果集),我们聚焦于实标量场论的基本局域可观测量——涂抹场算符,并证明相应的理想测量违背因果性,因而实践中无法实现。我们使用为涂抹场的一类通用更新映射(包括幺正踢、理想测量及诸如弱测量之类的近似)导出的因果条件来证明这一点。我们讨论了得出该结果所依赖的各项假设。值得注意的是一个假设,即 Sorkin 场景可在给定时空设置中实际构造。该假设在连续情形的某些特例中可被规避,且在因果集理论中以一种尤为自然的方式规避。在此类情形中,人们便可因果一致地自由使用投影假设。鉴于理想测量普遍的非因果性,我们还给出了局域更新映射的示例,作为对投影假设的尊重因果性的替代方案,用作 QFT 中测量的操作主义描述。
引用
@article{arxiv.2306.12980,
title = {Are Ideal Measurements of Real Scalar Fields Causal?},
author = {Emma Albertini and Ian Jubb},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.12980},
year = {2023}
}