[論文レビュー] An Indication From the Magnitude of CP Violations that Gravitation is a Possible Cause of Wave-Function Collapse

Daniel I. Fivel|ArXiv.org|Oct 16, 1997

Solar and Space Plasma Dynamics参考文献 5被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、中性K粒子の崩壊におけるCP対称性の破れの大きさを用いて、波動関数の収束のスケールを制約することで、重力的効果が波動関数の収束を引き起こす可能性を提案している。観測されたCP対称性の破れは、プランクエネルギーに非常に近い波動関数収束のエネルギースケールの下限を示しており、重力が収束の根本的要因である可能性を示唆するとともに、プランクエネルギーに達していると仮定した場合、B中間子崩壊におけるCP対称性の破れの分岐比が約10⁻⁵であると予測している。

ABSTRACT

We consider experimental evidence for the hypothesis that the Planck energy, $E_p \approx 10^{19}GeV$, sets the scale $ε$ at which wave function collapse causes deviations from linear Schrödinger evolution. With a few plausible assumptions about the collapse process, we first show that the observed CP violation in $K_L$ decay implies a lower bound on $ε$ remarkably close to $E_p$. If the bound is saturated, the entire CP violation is due to collapse and a prediction made that the branching ratio for CP violation in the B meson decay will be $γ\approx 10^{-5}$. We then show that the assumptions are consequences of a simple non-linear, stochastic modification of the Schrödinger equation with $ε$ setting the scale of the non-linearity.

研究の動機と目的

• K_L崩壊におけるCP対称性の破れの大きさが、波動関数の収束の重力的起源を示す証拠であるかどうかを調査すること。
• 非線形的で確率的なシュレーディンガー方程式の修正が収束を引き起こすエネルギースケールεを特定すること。
• 観測されたCP対称性の破れが、そのような収束メカニズムによって完全に説明可能かどうかを検証すること。
• 波動関数収束のスケールεがプランクエネルギーに達していると仮定した場合、B中間子崩壊におけるCP対称性の破れの予測を導出すること。

提案手法

• 著者は、非線形的で確率的なシュレーディンガー方程式の修正を仮定し、非線形性の強さを決定するスケールεを導入する。
• K_L崩壊におけるCP対称性の破れの実験的データを用いて、εの下限を導出する。
• この導出では、収束過程がK_L崩壊における観測されたすべてのCP対称性の破れを説明すると仮定する。
• モデルは、ε ≈ E_p と仮定した場合にB中間子崩壊におけるCP対称性の破れの分岐比を予測するために拡張される。
• 理論的解析を通じて、修正されたシュレーディンガー方程式と仮定の整合性が確認される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 K_L崩壊におけるCP対称性の破れの大きさは、波動関数収束のエネルギースケールεの下限を示唆するか？
• RQ2 観測されたCP対称性の破れは、重力的要因による収束メカニズムによって完全に説明可能か？
• RQ3 波動関数収束のスケールεがプランクエネルギーに等しいと仮定した場合、B中間子崩壊におけるCP対称性の破れの予測分岐比は何か？
• RQ4 収束モデルの背後にある仮定は、非線形的で確率的なシュレーディンガー方程式の修正と整合的か？
• RQ5 観測されたCP対称性の破れを考慮した場合、プランクエネルギースケールεがそのような収束過程の自然なスケールであるか？

主な発見

• K_L崩壊における観測されたCP対称性の破れは、波動関数収束のエネルギースケールεの下限を示しており、その値はプランクエネルギーEp ≈ 10¹⁹ GeVに極めて近い。
• εの下限がプランクエネルギーに達していると仮定した場合、K_L崩壊における観測されたすべてのCP対称性の破れが波動関数の収束に起因するとされる。
• ε = Ep と仮定した場合、B中間子崩壊におけるCP対称性の破れの分岐比は約10⁻⁵であるとモデルが予測する。
• 下限を導出するために用いられた仮定は、単純な非線形的で確率的なシュレーディンガー方程式の修正と整合的であることが示された。
• 結果は、重力が波動関数収束の根本的要因であり、プランクスケールがその自然なエネルギースケールである可能性を示唆している。