[論文レビュー] The Transactional Interpretation of Quantum Mechanics and Quantum Nonlocality

John G. Cramer|arXiv (Cornell University)|Feb 28, 2015

Quantum Mechanics and Applications参考文献 7被引用数 8

ひとこと要約

量子力学のトランザクショナル解釈（TI）は、後退波（ψ）と先行波（ψ*）の時空を貫いた'ハンドシェイク'としての量子相互作用をモデル化することにより、量子非局所性を解消する。これは因果的でローレンツ不変な枠組みを提供し、観測者に依存しない形でもつれや保存則を説明する。観測者依存性のない波動関数の収束、量子重力との整合性、標準形式と整合的である点で、非局所性、波動関数の収束、量子重力との整合性を独自に説明可能である。

ABSTRACT

Quantum nonlocality is discussed as an aspect of the quantum formalism that is seriously in need of interpretation. The Transactional Interpretation of quantum mechanics, which describes quantum processes as transactional "handshakes" between retarded $ψ$ waves and advanced $ψ*$ waves, is discussed. Examples of the use of the Transactional Interpretation in resolving quantum paradoxes and in understanding the counter-intuitive aspects of the formalism, particularly quantum nonlocality, are provided.

研究の動機と目的

• 量子力学における未解決の解釈的問題、特にコペンハーゲン解釈が解明できない量子非局所性ともつれを解決すること。
• 観測者依存の収束や隠れた変数を必要とせず、物理的に直感的で因果的な量子過程のモデルを提供すること。
• 保存則、もつれ、相対論的不変性が多粒子系において一貫して扱えることを示すこと。
• 全宇宙を記述する普遍的な量子波動関数と整合的であり、量子重力理論への拡張可能性を示すこと。
• 遅延選択実験や相互作用なし測定といった直感に反する現象を説明できる、可視化可能で機構論的な量子過程の説明を提供すること。

提案手法

• 量子相互作用を、『オファー波』を表す後退波関数（ψ）と『確認波』を表す先行波関数（ψ*）の間の取引としてモデル化する。
• エネルギー、運動量、角運動量の保存を、時空的に分離された系においても保証するため、取引ハンドシェイク機構を適用する。
• 取引振幅として積 ψ*ψ を用い、これは標準量子力学の確率密度に対応する。
• 保存則ともつれ条件に基づき、どのオファー波の成分が物理的実在に投影されるかを制限する取引形成プロセスを適用する。
• ヒルベルト空間形式を物理状態に対する根本的制約ではなく、許可された取引のマップとして扱う。
• 非局所性を含む Gedankenexperiment（思考実験）にモデルを拡張し、EPR型相関や相互作用なし測定を含め、説明力の検証を行う。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 相対性理論的因果性を損なわず、観測者依存の収束を必要とせずに、量子非局所性をどのように説明できるか？
• RQ2 個々の値が明確でないにもかかわらず、時空的に分離されたもつれ系においても保存量がどのように保存されるのか、そのメカニズムは何か？
• RQ3 量子測定の取引的モデルが、非局所的相関と確定的結果の出現を相対性理論と整合的に説明できるか？
• RQ4 トランザクショナル解釈は、全宇宙を記述する普遍的波動関数と整合的であり、コペンハーゲン解釈の観測者問題を回避できるか？
• RQ5 取引的モデルは、保存則が量子過程の許容される結果をどのように規定するかをどのように説明するか？

主な発見

• 後退波と先行波の間の取引的ハンドシェイクは、因果的でローレンツ不変なメカニズムを提供し、非局所的量子系においても保存則を強制する。
• もつれは、取引振幅 ψ*ψ が、オファー波と確認波の両方が保存則ともつれ制約を満たす場合にのみ非ゼロとなるという要請から自然に生じる。
• 初期オファー波（ψ）のうち、保存則ともつれ条件を満たす成分のみが物理的現実に投影されるというメカニズムにより、測定問題が解決される。
• トランザクショナル解釈は、コペンハーゲン解釈とは異なり外部観測者が波動関数を収束させる必要がないため、普遍的波動関数と整合的である。
• この解釈は、EPR相関や相互作用なし測定といった非局所的現象を、時空を拡張した取引プロセスによって成功裏に説明できる。
• ヒルベルト空間は物理状態に対する根本的制約ではなく、許可された取引のマップとして再解釈される。これにより、波動関数の非分離性が物理的空間の性質ではなく、形式的特徴である可能性が示唆される。