[論文レビュー] Quantum phenomena do not violate the principle of locality - a new interpretation with physical consequences -

Gyula Bene|ArXiv.org|Jun 18, 1997

Quantum Mechanics and Applications参考文献 11被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、非相対論的量子力学の新しい解釈を提案し、量子もつれを非局所的影響なしに再解釈することで、局所性と実在論を両立する。ベルの不等式の破れは、決定論的粒子軌道を伴う隠れ変数枠組みによって説明され、量子現象は適切に理解すれば局所的実在論的であることが示され、遠隔作用を避ける物理的メカニズムを提供する。

ABSTRACT

A new interpretation of nonrelativistic quantum mechanics explains the violation of Bell's inequality by maintaining realism and the principle of locality.

研究の動機と目的

• 局所的実在論と量子力学の間の長年の矛盾を解消するため、局所性と実在論を両立する新しい解釈を提案すること。
• 量子力学が本質的に局所性を破るとされる標準的見解に反して、非局所的影響を用いずベルの不等式の破れを説明すること。
• 隠れ変数と粒子軌道に基づく、物理的に整合性のある決定論的量子現象モデルを提供すること。
• ベル型実験から導かれる量子非局所性が、自然の根本的特徴ではなく解釈の結果であることを示すこと。
• 因果性と局所性に関する古典的直観と整合する、量子力学の新しい基礎を提供すること。

提案手法

• デ・ブロイ＝ド・ブロイのパイロットウェーブ理論にインspiredされたが、局所性を保つために修正を加えた、配置空間における決定論的粒子軌道に基づく隠れ変数理論を提唱する。
• もつれの物理的メカニズムとして、相関が局所的分離された影響ではなく初期条件から生じることを導入する。
• 非局所的波動関数を用いるが、光速を超えて情報や因果的影響が伝わらないように保証し、相対性理論的因果律を維持する。
• EPR型もつれ状態に形式的枠組みを適用し、測定結果が初期状態と局所的力学によって事前に決定されることを示す。
• この局所的実在論的枠組みを用いて、ベル型実験におけるスピン相関の量子力学的予測を導出する。
• モデルが非局所性（信号伝達や因果的影響の観点での）を回避しながら、標準的量子統計を再現することを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 量子力学を、ベルの不等式を破らないまま、局所性と実在論を両立させる解釈にできるか？
• RQ2 EPR型相関における顕在的非局所性は、量子力学の性質であるのか、それとも解釈的選択の結果であるのか？
• RQ3 決定論的で局所的な隠れ変数モデルが、もつれ状態の量子力学的統計的予測を再現できるか？
• RQ4 ベルの不等式の破れは、必然的に非局所性を意味するのか、それともより深い局所的物理的メカニズムによって説明可能か？
• RQ5 遠隔作用ではなく初期条件から生じる量子もつれを再解釈することで、物理的結果として何が生じるのか？

主な発見

• モデルは、非局所的影響を要せず、EPR＝ベル実験におけるスピン相関の量子力学的予測を再現する。
• 非局所的相関は、光的隔離された空間的分離された初期条件から生じるものであり、超光速信号伝達を伴わない。
• 理論は測定結果が局所的変数と系の初期状態にのみ依存するように保証することで、厳密な局所性を維持する。
• ベルの不等式の破れは非局所性の兆候ではなく、配置空間における初期波動関数の非分離性の結果である。
• 粒子が常に明確な軌道と性質を持つという物理的に現実的な量子現象の説明が、枠組みによって提供される。
• 波動関数が配置空間で非局所的であっても、因果的影響が光速を超えて伝わらないため、理論は相対性理論と整合する。