[論文レビュー] New Stringy Physics beyond Quantum Mechanics from the Feynman Path Integral

Donatello Dolce|arXiv (Cornell University)|Mar 22, 2021

Biofield Effects and Biophysics被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、量子力学が基本粒子のコンパクトで循環的な世界線から生じることを提案している—これはド・ブロイ波動粒子二重性と関連するコンパクトな時間周期として解釈される—ファインマン経路積分を用いて、新規の4次元ストリング理論（素粒子サイクルストリング理論、ECST）を導出する。主な結果は、ミンコフスキー時空における超高速で決定論的な周期的運動から量子的挙動が生じることであり、標準量子力学を超えた統一的で決定論的かつ検証可能な枠組みを提供する。

ABSTRACT

By investigating the Feynman Path Integral we prove that elementary quantum particle dynamics are directly associated to single compact (cyclic) world-line parameters, playing the role of the particles' internal clock, implicit in ordinary undulatory mechanics and indirectly observed for instance in Time Crystals. This allows us to formulate a novel purely four-dimensional stringy description of elementary particles as possible physics beyond quantum mechanics. The novelty of this approach is that quantum mechanics originates from a non-trivial compact nature of the minkowskian space-time. Our result is a further evidence in support of Elementary Cycles Theory (ECT), which in previous papers has been proven to be consistent with known physics from theoretical particle physics to condensed matter. Here we provide additional conceptual arguments in support to this novel unified scenario of quantum and relativistic physics, potentially deterministic, and fully falsifiable having no fine-tunable parameters. The first evidences of such new physics characterized by ultra-fast cyclic time dynamics will be observed by probing quantum phenomena with experimental time accuracy of the order of $10^{-21}$ $sec$. Considerations about the emergence of the arrow of time from the realm of pure, zero temperature, quantum physics governed by intrinsic time periodicity are also provided. Concerning Einstein's dilemma "God does not play dice" we conclude that, all in all, "God" would have no fun playing quantum dice.

研究の動機と目的

• 量子力学をミンコフスキー時空における超高速でコンパクトな周期的運動の有効記述として再表現すること。
• 時間分解能が十分に高ければ、量子の結果が決定論的であることを示し、アインシュタインの量子力学の不確実性に関する懸念を解消すること。
• 内在的な時間周期性に基づく、パrameter-freeで検証可能な新規な枠組みを用いて、量子力学と相対論的物理学を統一すること。
• 余剰次元を必要としない幾何学的で4次元のストリング的記述を、基本粒子に与えること。
• 零温度系における内在的量子周期性から、時間の矢がどのように生じるかを説明すること。

提案手法

• 巻き数でラベル付けされた経路を用いて、ファインマン経路積分を周期的経路に再定式化し、コンパクトな世界線の構造がコンパクトな時空スケールで実在することを示唆する。
• ド・ブロイ波動粒子二重性と関連して、コンパクトな時間周期の基本周期としてのド・ブロイ波長を特定する。
• 基本粒子の古典的で周期的な世界線運動を導出し、それが量子干渉と確率振幅の起源であることを示す。
• 粒子が2次元の世界面ではなく、1次元のコンパクト化された世界線である4次元ストリング理論（ECST）を構築する。
• 空間時空の変調されたコンパクト化を通じて、ゲージ相互作用と重力相互作用が同じ幾何的枠組みから生じることを示す。
• ホログラフィック双対性を用いて、粒子の運動がその時空境界の形状に符号化されていることを示し、統一的記述を支持する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ファインマン経路積分を、巻き数でラベル付けされたコンパクトで循環的な世界線に基づいて一貫して再定式化できるか？
• RQ2 コンパクトな時空スケールにおける内在的時間周期性が、量子力学の統計的・確率的性質をどのように生じさせるか？
• RQ3 余剰次元を用いずに、量子力学と相対性理論を統一する際に、コンパクト時間の役割は何か？
• RQ4 零温度量子系における内在的周期性は、熱力学的時間の矢とどのように関係するか？
• RQ5 この標準量子力学を超えた新物理の実験的兆候は何か？

主な発見

• ファインマン経路積分は、巻き数でラベル付けされた周期的経路を用いて、同等に再定式化可能であり、コンパクトで周期的なミンコフスキー時空の構造がコンパクトなド・ブロイスケールで実在することを示唆する。
• 基本粒子は本質的にコンパクトな世界線（「素粒子クロック」）であり、その周期的運動が、低時間分解能の有効記述としての量子力学の起源を成す。
• 粒子が1次元の時空内の周期的閉路である4次元ストリング理論（ECST）が自然に導かれ、余剰次元の必要性を回避する。
• 量子電磁力学およびゲージ／重力双対性は、すべてコンパクトな世界線構造の幾何的結果として自然に再現される。
• 理論は、10⁻²¹秒程度の時間分解能を持つ実験で、標準量子力学を超えた新物理が観測可能であると予測する。
• エントロピー的時間の矢は、孤立系における内在的で位相整合性のある時間周期性から、熱力学的集合への統計的挙動への移行によって生じる。