[论文解读] An Indication From the Magnitude of CP Violations that Gravitation is a Possible Cause of Wave-Function Collapse

Daniel I. Fivel|ArXiv.org|Oct 16, 1997

Solar and Space Plasma Dynamics参考文献 5被引用 5

一句话总结

本文提出引力效应可能导致波函数坍缩，利用K介子衰变中的CP破坏大小来约束坍缩尺度。结果表明，观测到的CP破坏意味着坍缩能量尺度的下限非常接近于普朗克能量，暗示引力可能是坍缩的根本原因，并预测若该下限被饱和，则B介子衰变中CP破坏的分支比约为10⁻⁵。

ABSTRACT

We consider experimental evidence for the hypothesis that the Planck energy, $E_p \approx 10^{19}GeV$, sets the scale $ε$ at which wave function collapse causes deviations from linear Schrödinger evolution. With a few plausible assumptions about the collapse process, we first show that the observed CP violation in $K_L$ decay implies a lower bound on $ε$ remarkably close to $E_p$. If the bound is saturated, the entire CP violation is due to collapse and a prediction made that the branching ratio for CP violation in the B meson decay will be $γ\approx 10^{-5}$. We then show that the assumptions are consequences of a simple non-linear, stochastic modification of the Schrödinger equation with $ε$ setting the scale of the non-linearity.

研究动机与目标

• 研究K_L衰变中CP破坏的大小是否可为波函数坍缩的引力起源提供证据。
• 确定非线性、随机性修正薛定谔方程中诱导坍缩的能量尺度ε。
• 检验观测到的CP破坏是否可被此类坍缩机制完全解释。
• 在坍缩尺度ε在普朗克能量处被饱和的假设下，推导B介子衰变中CP破坏的预测。

提出的方法

• 作者假设薛定谔方程存在非线性、随机性修正，其中尺度ε决定了非线性的强度。
• 利用K_L衰变中CP破坏的实验数据，作者推导出ε的下限。
• 推导过程假设坍缩过程是K_L衰变中所有观测到的CP破坏的根源。
• 将该模型扩展，以在ε ≈ E_p的假设下预测B介子衰变中CP破坏的分支比。
• 通过理论分析验证了这些假设与修正的薛定谔方程的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 K_L衰变中CP破坏的大小是否意味着波函数坍缩能量尺度ε的下限？
• RQ2 观测到的CP破坏是否可完全归因于引力诱导的坍缩机制？
• RQ3 若坍缩尺度ε等于普朗克能量，则B介子衰变中CP破坏的预测分支比是多少？
• RQ4 坍缩模型所基于的假设是否与非线性、随机性修正的薛定谔方程一致？
• RQ5 考虑到观测到的CP破坏，普朗克能量尺度ε是否是此类坍缩过程的自然尺度？

主要发现

• 观测到的K_L衰变中CP破坏意味着坍缩能量尺度ε的下限极为接近于普朗克能量，Ep ≈ 10¹⁹ GeV。
• 若ε的下限被饱和，则K_L衰变中所有观测到的CP破坏均可归因于波函数坍缩。
• 在ε = Ep的假设下，该模型预测B介子衰变中CP破坏的分支比约为10⁻⁵。
• 推导该下限所用的假设被证明与简单的非线性、随机性修正薛定谔方程一致。
• 结果表明引力可能是波函数坍缩的根本原因，而普朗克尺度是此类过程的自然能量尺度。