[論文レビュー] Is the Consequence of Superluminal Signalling to Physics Absolute Motion through an Ether?

Remi Cornwall|arXiv (Cornell University)|Jun 11, 2011

Quantum Mechanics and Applications参考文献 14被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、量子力学に反しないように、量子状態の統計的ブレンドにのみ影響を与えるが、観測可能な統計に影響を与えないことで、干渉計器構成のもつれ光子を用いた超光速信号伝送の方式を提唱する。この方式はローレンツ双対性を破り、絶対的静止系と新しい「エーテル変換」を導入し、絶対的空間、時間、運動を再導入する。相対論的効果は物質的エーテルとの物理的相互作用として再解釈され、時空の曲がりを平坦な3次元空間内の機械的性質を持つエーテルで置き換えることで、一般相対性理論への拡張が可能になると示唆する。

ABSTRACT

In an earlier paper the author expounded an interferometer scheme to communicate classical data over an entangled quantum channel. We return to this concept to show that the laws of Quantum Mechanics are not violated and that the device is able to affect the statistical blend of the quantum states (and that this can be detected) but not the statistics - i.e. the physics of observables. The ideas of superluminal information transfer, discussed in the previous paper, are taken forward to develop a notion of absolute space, time and motion with relativistic effects ascribed to motion through an absolute reference frame - as the logical consequences dictate, permeated with a material causing the 'relativistic' effects. The reciprocal nature of the Lorentz Transform is shown to fail under superluminal signalling - one frame will be absolutely time dilated and length contacted; thus a full 'Ether Transformation' (though this cannot be a group) and a velocity addition law are derived, the Twin's Paradox is reconsidered. It would seem, in Special Relativity at least, that the phenomenological effects of motion are placed in an absolute, logical, materialistic setting, rather than a confusing relative one that, perhaps, allows no further inspection of just 'what it is' causing the effects. The author then discusses whether this programme can be carried forward into General Relativity with the space-time distortions ascribable to changes in the properties of the ether but on the whole describable in 3-space.

研究の動機と目的

• 局所的測定が量子状態の統計的ブレンドにのみ影響を与え、観測可能な統計に影響を与えないことにより、超光速信号伝送と量子力学の間に生じる表面上の矛盾を解消すること。
• 超光速信号伝送がローレンツ変換の双対性を破ることを示し、優先される静止系と絶対的時間の遅れ・長さ収縮を示唆すること。
• 超光速信号伝送の存在下でローレンツ群を置き換える新しい「エーテル変換」を導出し、速度加法則を定義すること。
• 時間の遅れや長さ収縮といった相対論的効果を相対的効果ではなく、物質的エーテルを通過する運動に起因する物理的効果として再解釈すること。
• このエーテルに基づく枠組みを一般相対性理論へ拡張し、時空の曲がりを平坦な3次元空間内のエーテルの性質の摂動として再解釈し、グローバルな時間・距離の同期化を可能にすること。

提案手法

• もつれ光子対を用いた干渉計器構成を用い、一方の光路を局所的に変調することで、量子状態を混合状態に崩壊させることで古典的ビットを符号化する。
• 密度行列形式を適用し、検出器における縮約密度演算子が測定に応じて変化するが、観測量の期待値は変化しないことから、量子力学が保たれることを示す。
• 絶対的静止系から移動系への新しい変換則を導出し、ローレンツ群の双対性を破り、絶対的時間の遅れと長さ収縮を導入する。
• 絶対的静止系からの時空図を描画し、ある移動系が絶対的に時間的に遅れ、長さが収縮していることを示し、速度加法則を導出する。
• 双子のパラドックスを絶対的静止系から分析し、移動する双子がエーテルを通過する物理的相互作用により年を取るのが遅くなること、相対運動によるものではないことを示す。
• 一般相対性理論における重力はエーテルの計量の弾性として理解され、時空の曲がりは3次元ユークリッド的エーテル内の摂動に置き換えられることを提唱する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 もつれ粒子における量子状態の測定による超光速信号伝送は、ノーサイニング定理に反することなく、量子力学の法則に整合することができるか？
• RQ2 超光速信号伝送はローレンツ変換の双対性を破り、優先される慣性系と絶対的運動を示唆するか？
• RQ3 ローレンツ群を置き換える新しい変換則「エーテル変換」を導出でき、絶対的時間の遅れと長さ収縮を説明できるか？
• RQ4 相対論的効果が相対運動ではなく物理的エーテルを通過する運動に起因する場合、双子のパラドックスは論理的にどのように解消できるか？
• RQ5 このエーテルに基づく枠組みを一般相対性理論へ拡張でき、時空の曲がりを平坦な3次元空間に満ちた機械的性質を持つエーテルの摂動として再解釈できるか？

主な発見

• 提案された方式は、局所的測定が量子状態の統計的ブレンドにのみ影響を与え、観測可能な統計に影響を与えないため、量子力学に反しない。密度行列解析により確認された。
• 超光速信号伝送はローレンツ変換の双対性を破り、あるフレームが絶対的に時間的に遅れ、長さが収縮している結果となり、優先される静止系を示唆する。
• ローレンツ群を置き換える新しい「エーテル変換」が導出され、群ではないが、明確な速度加法則を持つ。超光速信号伝送の存在下でローレンツ変換に代わる。
• 双子のパラドックスは、移動する双子がエーテルを通過する運動により時間の遅れを経験することにより解消され、相対運動によるものではなく物理的根拠を持つ。
• この枠組みにより、一般相対性理論における時空の曲がりは、機械的性質を持つ3次元ユークリッド的エーテル内の摂動として再解釈され、超光速信号を用いたグローバルな時間・距離の同期化が可能になる。
• 論文は、真空中が粒子を生成し、重力を計量の弾性として示す能力が、エーテルの物理的実在性を支持すると結論づける。これは特殊相対性理論によって否定された概念ではあるが、量子場理論と整合的である。