[論文レビュー] On A New Formulation of Micro-phenomena: Quantum Paradoxes And the Measurement Problem

Afshin Shafiee|ArXiv.org|Oct 6, 2008

Quantum Mechanics and Applications参考文献 15被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、各マイクロエンティティを粒子と客観的な物理的性質を有する確率場を併せ持つ粒子場（PF）系としてモデル化することにより、マイクロ現象のための新規な局所的因果的枠組みを提案する。このPFモデルにより、トンネル効果、測定問題、EPR相関といった量子のパラドックスを再解釈し、非局所性を回避し、実在論と因果性を保ちつつ決定論的な解決を提供する。

ABSTRACT

As a serious attempt for constructing a new foundation for describing micro-incidents from a local causal standpoint, I explained before that each micro-entity can be assumed to be composed of a probability field joined to a particle (called a particle-field or PF system) which is endowed with energy, having an objective character. In this essay, some odd quantum phenomena including the tunneling effect, the measurement problem and the EPR theorem are reexamined in detail from the standpoint of the new theory.

研究の動機と目的

• 量子理論における非局所性と不確実性を回避する局所的で因果的なマイクロ現象の基礎を確立すること。
• 測定問題やEPRもつれといった長年の量子のパラドックスを、統一的な物理的モデルを用いて解消すること。
• 固有のエネルギーと確率的構造を有する粒子場（PF）系を導入することで、量子現象に対する客観的で実在論的な解釈を提供すること。
• 因果性を保ちつつ観測された量子的挙動を説明できる決定論的代替案を提示すること。
• トンネル効果やもつれといった量子効果を、解釈の曖昧さを避けるためにPF系のダイナミクスの観点から再表現すること。

提案手法

• 粒子が客観的な物理的存在を有する確率場と動的結合する粒子場（PF）系を基本的実体として提案する。
• 確率場がエネルギーを運び、決定論的場方程式に従って進化するという、新たな本体論的枠組みを導入する。
• トンネル効果の分析にPFモデルを適用し、それが場の空間的分布とエネルギーダイナミクスに起因することを示す。
• 測定問題を、粒子の位置が測定装置と相互作用することで明確になるPF系の状態遷移として再解釈する。
• EPRパラドックスを、もつれた粒子を相関するPF系としてモデル化することで分析し、場に基づく非分離的相関によって局所性を保つ。
• PF系の場成分を用いて、非局所性や波動関数の収縮を想起させない非古典的相関を説明する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 波動関数の収縮や非局所性を回避して、局所的因果的モデルによってトンネル効果のような量子現象を説明できるか？
• RQ2 客観的現実を保ちつつ、実在論的で決定論的な枠組み内で測定問題をどのように解消できるか？
• RQ3 PF系によるもつれの性質の再定義によって、EPRパラドックスを局所性と調和させられるか？
• RQ4 確率場が因果的に量子測定の結果を決定する役割を果たすのはどのようなものか？
• RQ5 PF系モデルは、解釈的パラドックスを回避する一貫性があり、客観的なマイクロ現象の記述を提供するか？

主な発見

• PF系モデルは、確率場の空間的ダイナミクスに起因するため、トンネル効果を決定論的で局所的かつ実在論的な説明で提供する。
• 測定問題は、環境との相互作用によって粒子の位置が明確になることによって解決され、波動関数の収縮を必要としない。
• EPR型相関は、相対性理論的因果性と整合的である場の非局所的相関によって説明され、非局所性を回避する。
• 確率場がエネルギーを運び、客観的な物理的状態を有することを示し、PF系を物理的に現実の実体とする。
• モデルは、トンネル効果やもつれに関して、標準的量子予測を正確に再現するとともに、因果的で本体論的な説明を提供する。
• 不確実性と場のダイナミクス、客観的性質の導入によって、標準的量子力学の概念的パラドックスを回避する枠組みを提供する。