[論文レビュー] Possible Outlet of Test on Violation of Pauli Exclusion Principle

Yi‐Fang Chang|ArXiv.org|Sep 5, 2007

Rare-earth and actinide compounds参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、高エネルギー粒子物理学、核系、恒星環境、低温量子系においてパウリの排他原理（PEP）の破れを検証する実験的テストを提案する。非線形量子理論やPCT不変性といった他の基礎的原理との関連を示唆し、現在の高精度テストを超えたPEPの妥当性を検証する道筋を提示する。

ABSTRACT

The present experimental tests have proved high precisely the validity of the Pauli exclusion principle (PEP) in usual cases. The future experiments should be combined widely with various theories of hidden and obvious violation of PEP. Author think that known experiments and theories seem to imply the violation at high energy. Some possible tests have been proposed in particle physics, nuclei at high energy and astrophysics, etc., in particular, the excited high-n atoms and multi-quark states. Moreover, the violation is possibly relevant to the nonlinear quantum theory, in which the present linear superposition principle may not hold. Finally, the possible violation at very low temperature is discussed. These experiments may be connected with tests of other basic principles, for example, the present wave property, possible decrease of entropy due to internal interactions in isolated systems, and PCT invariance, etc.

研究の動機と目的

• 現在の高精度制約を超えて、パウリ排他原理（PEP）の破れに関する実現可能な実験的テストを同定・提案すること。
• 標準的な重ね合わせ原理が破れる可能性がある非線形量子力学との理論的関連を検討し、PEPの破れを明らかにすること。
• 高エネルギー衝突、多クォーク状態、および高励起原子のような極限的条件下でのPEPの破れを検討すること。
• PEPの破れが他の基礎的原理、特にPCT不変性および孤立系におけるエントロピーの振る舞いに与える影響を調査すること。
• 素粒子物理学および量子基礎理論における広範な理論的枠組みと結びつけることで、将来の実験的アプローチを導くこと。

提案手法

• 対称性の破れが現れる可能性のある高エネルギー粒子衝突や核系において、PEPの検証を提案する。
• 高量子数の高励起リュードバーグ原子を、パウリ禁制遷移に対する感受性が高いため、PEP破れの感受性が高いプローブとして研究することを提案する。
• 多クォーク状態を、バリオンまたはメソンの異常な崩壊によってPEP破れが現れる可能性がある系として検討する。
• 低温量子系において、PEP破れが統計的挙動やエントロピーのダイナミクスに影響を与える可能性を分析する。
• 非線形量子力学の理論的枠組みを用いて、線形重ね合わせの破れをモデル化し、これによりPEP破れが示唆される可能性を検討する。
• PEPの検証を、PCT不変性や孤立系内の内部エントロピー変化といった、基礎的対称性の広範なテストと結びつける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高エネルギー粒子または核反応において、異常な崩壊チャネルや禁制遷移を通じてPEP破れを検出可能か？
• RQ2 高励起リュードバーグ原子は、パウリ禁制遷移の感受性が高いとして、どの程度感度の高いプローブとして機能できるか？
• RQ3 多クォーク状態やExotichadronicresonancesにおいて、PEP破れの理論的または実験的シグネチャはあるか？
• RQ4 非線形量子力学の拡張は、PEP破れを許容する可能性があるが、標準量子理論と区別する実験的テストはどのようなものか？
• RQ5 低温量子系は、パウリ遮断が抑制されたりエントロピーの異常が生じたりすることで、PEPからの測定可能なずれを示すだろうか？

主な発見

• 本稿は、高エネルギー粒子物理学、核系、および恒星環境が、PEP破れの検証に適した有望な環境であると特定する。
• 高励起状態の高nリュードバーグ原子は、パウリ禁制遷移に対する感受性が高いため、感受性の高い系として提案される。
• 多クォーク状態は、異常な崩壊パターンを通じてPEP破れを観測できる可能性のある候補として提案される。
• 非線形量子力学の理論的モデルは、線形重ね合わせの原理の破れに関連し、これによりPEP破れが示唆される可能性がある。
• 低温量子系は、エントロピーの振る舞いや内部相互作用に関連して、PEP破れの検証に適しているとされる。
• 本稿は、PEPの検証とPCT不変性、孤立系におけるエントロピー動力学といった他の基礎的原理との関連を強調している。