[論文レビュー] On Quantum Jumps, Events and Spontaneous Localization Models

A. Jadczyk|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 1994

Quantum Mechanics and Applications被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、イベント強化量子理論の枠組みを用いて、単粒子系および多粒子系における量子ジャンプとイベントをモデル化するための区分的決定的過程を提案する。実時間での実験系列の計算可能モデルを提供し、一般化された雲室への明示的応用およびGRW自己局在化モデルへの接続を含み、波動関数の崩壊仮定を必要としない測定イベントの動的説明を提供する。

ABSTRACT

We propose a definite meaning to the concepts of "experiment", "measurement" and "event" in the event-enhanced formalism of quantum theory. A minimal piecewise deterministic process is given that can be used for a computer simulation of real time series of experiments on single quantum objects. As an example a generalized cloud chamber is described, including multiparticle case. Relation to the GRW spontaneous localization model is discussed.

研究の動機と目的

• イベント強化量子理論の枠組み内で、'実験'、'測定'、および'イベント'を定義すること。
• 単一の量子対象における実時間の量子ジャンプ列をシミュレートするための最小限の区分的決定的過程を開発すること。
• この形式を用いて多粒子系、特に一般化された雲室をモデル化すること。
• 提案されたモデルとGRW自己局在化理論との間の関係を確立すること。
• 標準的な崩壊仮定に依存しない、計算可能でシミュレーションに適した量子イベントのフレームワークを提供すること。

提案手法

• 区分的決定的過程における離散的で確率的な遷移として、量子イベントを形式化する。
• ユニタリな時間発展とイベント駆動型ジャンプを組み合わせた動的発展則を導入する。
• 一般化された雲室にモデルを適用し、粒子の軌跡と検出イベントを実時間で追跡する。
• イベント強化形式を用いて、多粒子相関およびもつれのダイナミクスを記述する。
• 特別な場合として自己局在化がどのように現れるかを示すことにより、GRWモデルとの対応関係を確立する。
• 量子状態の時間発展から導かれる強度関数を持つマルコフ型ジャンプ過程を採用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 古典的観測者に依存せずに、量子理論における'実験'、'測定'、'イベント'の概念を厳密に定義する方法は何か？
• RQ2 単粒子系において、実時間の量子ジャンプ列を生成する動的メカニズムは何か？
• RQ3 このモデルを、雲室に類似した設定における多粒子もつれおよび検出を記述するためにどのように拡張できるか？
• RQ4 提案されたモデルは、GRW自己局在化モデルの特徴をどのように再現するか？
• RQ5 ユニタリ性をジャンプの間において保持しつつ、決定的で計算可能なプロセスが量子イベントをシミュレートできるか？

主な発見

• 提案された区分的決定的過程は、単粒子系における実時間の量子ジャンプ列を効果的にモデル化できた。
• モデルは、量子力学における実験的結果をシミュレートする計算的に取り扱いやすいフレームワークを提供した。
• 一般化された雲室モデルが構築され、多粒子状況における粒子の軌跡と検出イベントを正確に記述した。
• 形式的枠組みにより、GRWモデルへの直接的なリンクを確立し、自己局在化が極限状態として現れることが示された。
• 測定問題を回避するため、イベントを外部の干渉ではなく、内在的な力学的過程として扱った。
• モデルは量子理論と整合しており、波動関数の崩壊を仮定せずに、時間順序の実験データのシミュレーションが可能である。