[論文レビュー] On the Origin of Conceptual Difficulties of Quantum Mechanics

Volodymyr Krasnoholovets|ArXiv.org|Dec 20, 2004

Quantum Mechanics and Applications参考文献 43被引用数 8

ひとこと要約

本稿では、4次元時空枠組みに基づき、量子力学の微小スケール・実空間形式を提案し、量子力および物質波性質を運ぶ『イノートロン』粒子を導入する。確率的で非局所的な解釈に代えて、イノートロンによって媒介される決定論的で短距離の相互作用に置き換えることで、波動と粒子の二重性、測定崩壊、非局所性といった基礎的問題を解決する。実験的検証がピラミッド型構造でなされたイノートロン放射の検出を伴い、伝統的量子力学に対する決定論的代替理論を提示する。

ABSTRACT

It is the matter of fact that quantum mechanics operates with notions that are not determined in the frame of the mechanics' formalism. Among them we can call the notion of "wave-particle" (that, however, does not appear in both classical and high energy physics), the probabilistic interpretation of the Schroedinger wave ψ-function and hence the probability amplitude and its phase, long-range action, Heisenberg's uncertainty principle, the passage to the so-called operators of physical values, etc. Orthodox quantum mechanics was constructed as a physical theory developed in the phase space of the mentioned notions. That is why the formalism of quantum mechanics is aimed only at detailed calculations of the stationary states of the energy of the quantum system studied and is not able to describe a real path running by the system in the real space; instead, the formalism gives an averaged probabilistic prediction. Thus, if we are able to develop quantum mechanics in the real space, an option to clarify all the difficulties associated with the above notions would appear. Such a theory of quantum mechanics developed in the real space in fact has recently been constructed by the author. The theory started from deeper first principles, namely, from the consideration of the notion of a 4D space-time. So, the notion of fundamental particle, the principles of the motion of a particle and other characteristics have been made clear. The theory, rather a submicroscopic one, is characterized by short-range action that automatically means the introduction of a new kind of carriers, i.e. carriers of the quantum mechanical force. The existence of the carriers called "inertons" (because they carry inert properties of matter) has indeed been verified in a number of experiments.

研究の動機と目的

• 量子力学における概念的困難、たとえば波動と粒子の二重性、確率的解釈、非局所性を解決すること。
• 4次元時空と短距離相互作用に基づく、微小スケールの決定論的量子力学理論を構築すること。
• 伝統的量子力学の統計的で非局所的な形式を、実空間的で因果的な枠組みに置き換えること。
• 回折、分散、もつれといった量子現象を、物質波性質を運ぶイノートロンの力学によって説明すること。
• 量子的挙動の物理的根拠を、量子力の媒介を担う基本的実体としてのイノートロンを導入すること。

提案手法

• 4次元時空のタイル状構造において、シュレーディンガーの波動関数をイノートロン場の現れ方として再解釈することで、実空間における量子力学の定式化を行う。
• 物質の慣性的および量子力学的性質を運ぶ基本的準粒子としてのイノートロンを導入する。
• 粒子を取り囲むイノートロン雲によって媒介される短距離で決定論的な過程として、量子相互作用をモデル化する。
• ハイゼンベルクの不確定性原理を、根本的仮説ではなく、イノートロン場の揺らぎの結果とみなす。
• 古典的光学会における波動的伝播の必要性を排除するため、回折および分散現象をイノートロン相互作用によって説明する。
• ピラミッドのような大規模構造で使用されたURGA-1装置を用いて、イノートロン放射の実験的検出により理論を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 量子力学における概念的困難の原因は何か。そして、抽象的位相空間ではなく実空間に理論を再解釈することで、それらを解決できるか。
• RQ2 波動と粒子の二重性および波動関数の確率的解釈は、決定論的で微小スケールのメカニズムによってどのように説明できるか。
• RQ3 非局所的影響を用いずに、イノートロンによって媒介される短距離相互作用によって、非局所性ともつれを説明できるか。
• RQ4 光および物質波における回折と分散の物理的起源は何か。そして、イノートロン場によって説明可能か。
• RQ5 ベルの不等式の破れは非局所性なしに説明可能か。もしそうならば、その仕組みは何か。

主な発見

• 理論は、非局所的で確率的な形式に代わり、4次元時空に基づく決定論的で実空間的なモデルに置き換えることで、量子力学の基礎的問題を解決する。
• 慣性的および量子力学的性質を運ぶ準粒子たるイノートロンは、物質波および量子力の媒介の物理的メカニズムを提供する。
• ピラミッド型構造で有効寸法1メートルを超えるものにおいて、URGA-1装置を用いてイノートロン放射の実験的検出が達成された。
• ベルの不等式の破れは、ハイゼンベルクの不確定性原理および観測量の不適合性によって説明され、非局所性によるものではないため、非局所的影響の必要性が排除される。
• 回折パターンは、粒子または光子と周囲のイノートロン雲との相互作用によって生じる。一方、回折なしの光子伝播は、これらの雲からの散乱が存在しないために説明される。
• 重力波は、短距離のイノートロン媒介フレームワークと整合しないため、微小スケールの量子力学によって除外される。