[論文レビュー] Electron as a Complex-Dynamical Interaction Process

Andrei P. Kirilyuk|ArXiv.org|Oct 28, 2004

Quantum Mechanics and Applications参考文献 30被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、電子が初期に均一な2つの場の自己持続的・非線形な力学的相互作用から生じ、混沌的で周期的な空間的脈動（'量子ビート'）を示し、質量を持ち局所化された粒子として現れるという仮説を提示する。理論は、追加の仮定を必要とせず、統一的な動的複雑性の枠組みから質量、波動と粒子の二重性、量子力学、および特殊相対性理論を導出する。これは、相互作用プロセスに基づく因果的で統一的な基礎物理学の説明を提供する。

ABSTRACT

A system of two initially homogeneous, physically real fields uniformly attracted to each other is considered as the simplest basis of the self-developing world structure. It is shown that the system is unstable against periodic cycles of self-amplified, essentially nonlinear squeeze of its extended part to a small volume around randomly chosen centre, followed by the reverse extension. The resulting spatially random pulsation, or "quantum beat", is observed as (massive) elementary particle such as the electron. The property of mass is then universally and consistently defined as temporal rate of such dynamically chaotic and essentially nonlinear quantum beat, without introduction of any additional entities. The obtained picture can be considered as complex-dynamical completion of the "double solution" concept of Louis de Broglie. The dynamically emerging wave-particle duality, quantum discreteness, indeterminacy, space, and time lead to the equations of special relativity and quantum mechanics, providing their causal explanation and explicit unification. The elementary particle structure, its intrinsic properties, quantum and relativistic behaviour are obtained thus all together, within the unified analysis of the unreduced interaction process leading to the universal concept of dynamic complexity. The same complex-dynamical process accounts for the universal gravitation and general relativity. The electromagnetic, weak, and strong types of interaction between particles also constitute integral, dynamically unified parts of quantum beat processes inside elementary particles. The classical, dynamically localised behaviour emerges in a closed system as a higher complexity level corresponding to formation of elementary bound systems (like atoms).

研究の動機と目的

• 基礎的な場の相互作用に基づいて、電子の構造と性質を因果的かつ統一的に説明すること。
• 追加の便宜的実体を導入せずに、単一の力学的過程から量子力学と特殊相対性理論を導出すること。
• 非線形的・自己組織的空間的脈動メカニズムを通じて、波動と粒子の二重性および量子不確実性を因果的で確率論的でない枠組みで解消すること。
• 電磁気的、弱い、強い、重力的相互作用を、同じ動的過程の統一的側面として統合すること。
• 原子のような束縛系において古典的挙動が高次の複雑性として現れる枠組みを確立すること。

提案手法

• 物理的に現実の2つの初期に均一な場の系をモデル化し、互いに引き合うようにする。
• 場の系の不安定性が、拡張した場が小さな体積に自己増幅的に非線形に圧縮され、その後逆に膨張する周期的過程へと進むことを分析する。
• 質量を、この混沌的で非線形な量子ビート過程の時間的レートとして定義する。
• 得られた動的複雑性を用いて、波動と粒子の二重性、量子離散性、不確実性を発生する性質として導出する。
• 同じ過程が、幾何的および時間的制約を通じて特殊相対性理論および量子力学の式を導出できることを示す。
• この枠組みを、電磁気的、弱い、強い、重力的相互作用を量子ビート過程の内部ダイナミクスの統一的側面として含めるように拡張する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 点粒子を仮定せずに、基礎的な場の相互作用から電子の質量と安定性がどのように生じるのか？
• RQ2 因果的で確率論的でない枠組みにおいて、波動と粒子の二重性および量子不確実性の背後にある力学的メカニズムは何か？
• RQ3 量子力学と特殊相対性理論は、単一の統一的非線形相互作用過程から導出可能か？
• RQ4 電磁気的、弱い、強い、重力的相互作用は、どのように同じ動的構造の統合的側面として生じるのか？
• RQ5 この動的複雑性枠組みにおいて、原子のような束縛系における古典的挙動の起源は何か？

主な発見

• 電子は点粒子ではなく、非線形場の相互作用から生じる自己組織的で空間的にランダムな脈動である。
• 質量は、追加の仮定を必要とせず、混沌的で非線形な量子ビート過程の時間的レートとして普遍的に定義される。
• 波動と粒子の二重性、量子離散性、不確実性は、相互作用プロセスの動的複雑性から自然に発生する。
• 特殊相対性理論および量子力学の式は、基礎的な力学的構造の結果として導出される。
• 電磁気的、弱い、強い、重力的相互作用は、量子ビート過程の内部ダイナミクスの統一的側面として統合される。
• 束縛系が形成される高次の複雑性レベルにおいて、古典的で局所的な挙動が出現する。