[論文レビュー] Three Body Multichannel Scattering as a Model of Irreversible Quantum Mechanics

А. В. Богданов, A. S. Gevorkyan|ArXiv.org|Dec 10, 1997

Laser-Matter Interactions and Applications参考文献 7被引用数 7

ひとこと要約

本稿では、共線配置の三体多チャンネル散乱モデルを提案し、量子力学における決定論の破綻を示し、量子力学における本質的不可逆性を提示する。閉じた系における三粒子の相互作用ダイナミクスを分析することで、エンタングルメントとチャンネル結合のおかげで、系は不可逆的挙動を示すことが示され、複雑な多体系におけるユニタリ時間発展からの根本的逸脱を示唆する。

ABSTRACT

The new formulation of the theory of multichannel scattering on the example of collinear model is proposed. It is shown, that in the closed three-body scattering system the principle of quantum determinism in general case breaks down and we have a micro- irreversible quantum mechanics.

研究の動機と目的

• 複数の散乱チャンネルを有する閉じた三体系において、量子的決定論が成立するかを調査すること。
• 多チャンネル散乱ダイナミクスを通じて、量子力学における不可逆性の出現を探索すること。
• 共線的三体モデルを用いて、不可逆的量子挙動の理論的枠組みを構築すること。
• 複雑な多体系量子系におけるユニタリ時間発展の仮定に疑問を呈すること。
• 外部デコherenceや測定を伴わない不可逆性のメカニズムを提供すること。

提案手法

• 著者らは、すべてのペア間の相互作用を含むハミルトニアンを用いて、共線的に配置された三粒子の多チャンネル散乱モデルを構築する。
• 散乱理論を用いて系の時間発展を分析し、異なるチャンネル間のS行列と遷移振幅に注目する。
• エンタングルメントとチャンネル結合を組み込み、縮約記述における非ユニタリな有効ダイナミクスを生じさせる。
• 特定の条件下で時間反転対称性の破綻が散乱振幅において観察されることから、不可逆性を推論する。
• 環境との結合を避けるために閉じた系を用いることで、内在的量子不可逆性を隔離する。
• 理論的議論は、S行列構造の定性的分析とその時間発展への影響に基づく。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 外部デコherenceが存在しない閉じた量子系において、不可逆性が出現しうるか？
• RQ2 三体相互作用と多チャンネル結合の存在が、量子的決定論を破るのか？
• RQ3 三体系の散乱振幅において、時間反転対称性が破られるか？
• RQ4 内部エンタングルメントのおかげで、多チャンネル散乱モデルが不可逆的挙動を示すか？
• RQ5 このようなモデルが、量子力学の基礎にどのような意味を持つのか？

主な発見

• 三体多チャンネル散乱系において、複雑なエンタングルメントとチャンネル結合のおかげで、量子的決定論が破綻する。
• 外部相互作用や測定が存在しない状況においても、系は内在的不可逆性を示す。
• S行列形式は非ユニタリな有効ダイナミクスを明らかにし、標準的量子発展からの逸脱を示唆する。
• 散乱振幅において時間反転対称性が破れ、不可逆挙動を示す。
• モデルは、多体系の内部構造に根ざした不可逆性のメカニズムを提供する。
• 結果は、不可逆的量子力学が複雑な多体系において自然に生じうることを示唆する。