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相对论量子力学中的测量与概率

量子物理 2025-04-08 v4

摘要

归根结底,任何量子测量的解释都必须可推广到相对论量子力学(RQM),因为许多被精确证实的实验结果源自基于 RQM 的量子场论(QFT)。当然,传统的量子测量“坍缩”公设在相对论语境下是有问题的,至少是因为如通常表述的那样,它违背了同时性的相对性。本文通过一个相对论测量模型来处理此问题,其中宇宙的状态被分解为其中记录的测量的退相干历史。该方法本质上是 Everett 式的,在于它使用了 RQM 未经修改的幺正量子形式体系。但它解决了典型“多世界”解释中如何定义不同可能“世界”之上概率的困难。为此,Zurek 的环境纠缠(envariance)概念被推广到相对论时空语境,给出了任一量子历史概率的客观定义,且与 Born 规则一致。随后表明,随着重复次数增加,宇宙内任何重复实验的统计量也趋于遵循 Born 规则。我们实际用于此类实验的波函数是宇宙本征态的极粗粒化叠加的局域约化,其“坍缩”可重新解释为仅基于测量获得的关于我们宇宙“真实”本征态的附加增量知识的更新。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.12411,
  title  = {Measurement and Probability in Relativistic Quantum Mechanics},
  author = {Ed Seidewitz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.12411},
  year   = {2025}
}

备注

18 pages, RevTex4; v2, minor changes, some additional references; v3, updated title, abstract, introduction and conclusion; v4, major rewrite