[논문 리뷰] Let's call it Nonlocal Quantum Physics

Manfred Requardt|ArXiv.org|2000. 06. 19.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 36인용 수 11

한 줄 요약

이 논문은 양자 이론이 플랑크 스케일에서 이질적이고 기하학적인 두 층 구조를 가진 이질적 시공간에서 기인하는 저에너지, 거시적 효과 이론으로 나타나며, 비국소성은 고전적 시공간을 뒷받던 세포망(QX)을 통해 숨겨진 비국소적 상호작용에서 기인한다고 제안한다. 주요 기여는 양자 비국소성과 얽힘(entanglement)이 본질적인 것이 아니라 이 초기 기초 물질의 먼 거리에 있는 덩어리들 사이의 정보 교환에서 비롯된다는 점으로, 측정 문제를 포함한 양자 현상의 기하학적 기원을 제공한다.

ABSTRACT

In the following we undertake to derive quantum theory as a stochastic low-energy and coarse-grained theory from a more primordial discrete and basically geometric theory living on the Planck scale and which (as we argue) possibly underlies also it{string theory}. We isolate the so-called it{ideal elements} which represent at the same time the cornerstones of the framework of ordinary quantum theory and show how and why they encode the it{non-local} aspects, being ubiquituous in the quantum realm, in a, on the surface, local way. We show that the quantum non-locality emerges in our approach as a natural consequence of the underlying it{two-storey} nature of space-time or the physical vacuum, that is, quantum theory turns out to be a residual effect of the geometric depth structure of space-time on the Planck scale. We indicate how the it{measurement problem} and the emergence of the it{macroscopic sub-regime} can be understood in this framework.

연구 동기 및 목표

• 플랑크 스케일에서 더 기본적인 이질적이고 기하학적인 프레임워크로부터 저에너지 효과 이론으로서 양자 이론을 유도하는 것.
• 기본적으로 국소적인 프레임워크에서 양자 비국소성과 얽힘의 기원을 설명하는 것.
• 기저 네트워크를 통해 비국소적 정보 확산이 일어나는 것으로 보여주어 상태 붕괴가 비국소적 구조의 결과임을 보여줌으로써 측정 문제를 해결하는 것.
• 중력과 시공간 기원을 통합하는 데 기여하는 기하학적이고 역학적인 기초를 제공하는 것.

제안 방법

• 시공간을 두 층의 구조로 모델링: 연결된 덩어리들로 이루어진 매끄럽고 거시적인 표면층(ST)과 플랑크 스케일에서 이질적이고 변동성이 있는 지하층(QX).
• 세포망(QX)을 초기 기초 기초 물질로 사용하며, 노드는 기본 자유도를 나타내고, 상호연결(인터보운드)은 비국소적 정보 교환을 가능하게 한다.
• 기하학적 상전이를 통해 초기 혼란 상태(QX₀)에서 구조화된 상태(QX/ST)로의 전이를 묘사하기 위해 질서 매개변수 다양체를 도입한다.
• 다중 좌표를 통해 비국소적으로 정의된 변수(ρ, S)를 제안하여 먼 덩어리들 사이의 얽힘 패tern을 반영한다.
• 큰 척도에서 약한 필드 진동을 분석하여, 기저파의 변조가 양자 물체를 나타낸다.
• 기본 전하가 상호연결을 통해 여러 덩어리에 동시에 참여함으로써 비국소성이 발생하며, 특히 비곱 상태에서 두드러진다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 기하학적이고 이질적인 플랑크 스케일의 기초 기초 물질에서 양자 이론이 저에너지 효과 이론으로 기원할 수 있는가?
• RQ2 기본적으로 국소적인 프레임워크에서 양자 비국소성과 얽힘의 기원은 무엇인가?
• RQ3 측정 문제는 시공간의 기저 비국소적 구조에서 어떻게 기인하는가?
• RQ4 표면층과 지하층으로 이루어진 두 층의 시공간은 어떻게 양자 현상의 기원을 매개하는가?
• RQ5 이 프레임워크 내에서 다체계의 양자 얽힘 정도에 어떤 제한이 존재하는가?

주요 결과

• 양자 비국소성은 본질적인 것이 아니라, 초기 세포망(QX)의 먼 거리에 있는 덩어리를 연결하는 상호연결을 통해 비국소적 상호작용에서 기인한다.
• 여러 진동 패턴이 서로 다른 덩어리들 사이에서 기본 전하를 공유할 때 얽힘이 발생하며, 공동 밀도 ρ(x₁,x₂)는 단일 입자 경우에 존재하지 않는 비국소적 상관관계를 포함한다.
• 측정 문제는 상호연결 네트워크를 통해 즉각적으로 퍼지는 상태 붕괴로 해결되며, 이는 기저의 비국소적 진공 구조를 반영한다.
• N ≫ 1인 다체계에서는 정보 채널(상호연결)이 과도하게 혼잡해지면서 약한 필드 그림이 붕괴되어 부분적 얽힘 또는 디코herence가 발생한다.
• 비곱 상태는 유일하게 국소적 구성요소로 분해될 수 없으며, 이는 얽힘이 네트워크화된 구조의 전역적 특성임을 시사한다.
• 이 프레임워크는 시공간의 깊이 구조에 비국소성을 통합함으로써 EPR 역설에 기하학적 설명을 제공하며, 비국소적 진공의 개념과 일관된다.