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非相对论量子电动力学的隐藏变量理论:选择规则的关键作用

量子物理 2024-10-25 v1

摘要

量子理论尽管取得了巨大成功,但在解释涉及整数函数和量子跃迁之间确定性关系的实验数据方面仍存在困难。为解决这一局限性,我们提出一种兼容非相对论量子电动力学(QED)的隐藏变量理论。我们的方法引入逻辑变量来描述关于 stationary state(稳态)占用的命题,基于三个关键假设:(i)命题的概率可由量子理论预测;(ii)命题的真值符合布尔逻辑;(iii)命题满足一种新选择规则:Tr[K^(t)ρ^K^(t)]=Tr[(PK^(t))ρ^(PK^(t))]{\rm{Tr}}[\hat{K}(t)\hat{\rho}\hat{K}^{\dagger}(t)]={\rm{Tr}}[({\mathcal{P}}\hat{K}(t)) \hat{\rho}({\mathcal{P}}\hat{K}(t))^{\dagger}]。其中,K^(t)\hat{K}(t) 为给定命题的投影算子乘积,PK^(t){\mathcal{P}}\hat{K}(t) 表示 K^(t)\hat{K}(t) 任意重排后的形式。这一选择规则扩展了 Consistent Histories(一致历史)方法中的一致性条件,放宽了对逻辑变量表示、联合概率存在性以及测量情境性质的 no-go 定理约束。因此,我们的理论成功描述了单个试验的关键特性,包括量子跃迁的离散性、经典轨迹的连续性以及纠缠子系统之间的确定性关系。该理论在不与量子运动方程、规范交换关系或量子相干函数中的算子排序冲突的前提下,实现了对单个试验的直接描述,为理解量子现象的离散性及其本质提供了新的视角。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.18324,
  title  = {Hidden variable theory for non-relativistic QED: the critical role of selection rules},
  author = {H. Ishikawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.18324},
  year   = {2024}
}

备注

58 pages, with supplementary material