[論文レビュー] The Teleological Behavior of Rigid Regge Rods

Nathan Seiberg, Lawrence Susskind+1 more|arXiv (Cornell University)|May 1, 2000

Structural Analysis and Optimization被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、時空非可換性を有する場の理論における非局所的かつ非因果的効果を調査し、波パケット散乱が逆行的因果性を示し、ローレンツブースト下で剛体棒が奇妙に伸びることを示している。これらの病理的特徴は、オープンスティリーオブ理論において自然に出現し、ストリングの不確定性原理およびブラックホールの事象の地平線の到達的性質と関連している。

ABSTRACT

Field theories based on non-commutative spacetimes exhibit very distinctive nonlocal effects which mix the ultraviolet with the infrared in bizzare ways. In particular if the time coordinate is involved in the non-commutativity the theory seems to be seriously acausal and inconsistent with conventional Hamiltonian evolution. To illustrate these effects we study the scattering of wave packets in a field theory with space/time non-commutativity. In this theory we find effects which seem to precede their causes and rigid rods which grow instead of Lorentz contract as they are boosted. Despite their pathological appearance, we find that these features are found in ordinary open string theory. An analysis of open string scattering amplitudes shows that they have all the properties expected from space/time non-commutativity . We find close connections between these amplitudes, the stringy uncertainty principle and the teleological behavior of black hole horizons.

研究の動機と目的

• 時空非可換性が量子場の理論に与える物理的影響を調査すること、特に因果性と局所性の破綻を明らかにすること。
• 非可換場の理論における波パケット散乱を分析し、逆行的因果性または到達的性質を同定すること。
• これらの非局所的効果を、特に散乱振幅に関して知られているオープンスティリーオブ理論の特徴と結びつけること。
• ストリングの不確定性原理と、剛体棒やブラックホールの事象の地平線の顕在的到達的性質との関係を調査すること。

提案手法

• 空間座標の交換関係に時間を含む非可換時空を有する場の理論を定式化すること。
• この非可換な枠組みにおける波パケットの散乱を研究し、非因果的または予期的な信号伝播の兆候を検出すること。
• 非可換モデルにおけるローレンツブースト下での剛体棒の挙動を分析し、標準的な相対論的収縮とは対照的にすること。
• オープンスティリーオブ理論の散乱振幅を、時空非可換場の理論からの予測と比較すること。
• ストリングの不確定性原理を用いて、観察された非局所的および到達的性質を解釈すること。
• 非可換場の理論の挙動と、ブラックホールの事象の地平線の顕在的到達的性質との間の関係を確立すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 時空非可換場の理論における波パケット散乱は、どのように非因果的効果を示すか？
• RQ2 時空非可換時空において剛体棒がブーストされた場合、その長さはどのように変化するか？
• RQ3 オープンスティリーオブ理論の散乱振幅は、時空非可換性に起因する特徴をどの程度再現するか？
• RQ4 ストリングの不確定性原理は、非可換場の理論で観察された到達的性質を説明できるか？
• RQ5 非可換場の理論の挙動と、ブラックホールの事象の地平線の顕在的到達的性質との間にはどのような関係があるか？

主な発見

• 時空非可換場の理論における波パケット散乱は、原因よりも先に効果が現れるように見える現象を示し、非因果的性質を示している。
• 非可換モデルにおける剛体棒は、ブーストによって長さが伸びる。これはローレンツ収縮とは対照的であり、標準的な相対論的期待とは破綻していることを示唆している。
• オープンスティリーオブ理論の散乱振幅には、時空非可換性に起因するすべての特徴的性質—非局所的および到達的性質—が含まれている。
• ストリングの不確定性原理は、非可換場の理論で観察された非局所的効果および到達的性質と深く関連していることが判明した。
• 非可換モデルにおける剛体棒の挙動は、ブラックホールの事象の地平線の到達的性質と非常に類似しており、非可換性と地平線物理学との間に根本的な関係がある可能性を示唆している。
• 病理的と見なされる非局所的および非因果的特徴は、オープンスティリーオブ理論の予測と整合しており、物理的に現実のものである可能性を示している。