[论文解读] Classicality via hydrodynamics in quantum field theory

Charis Anastopoulos|ArXiv.org|May 19, 1998

Theoretical and Computational Physics参考文献 3被引用 3

一句话总结

本文提出一种流体动力学粗粒化方法，通过将标量场在大小为 L 的空间区域上平均，从量子场论中推导出经典行为。利用一致历史框架，推导出包含耗散和噪声的有效流体动力学方程，展示了如何通过有限尺度的粗粒化从量子基础中涌现出经典动力学。

ABSTRACT

Motivated by the consistent histories approach to quantum mechanics, we examine a simple model of hydrodynamic coarse-graining for a scalar field. It consists in averaging the field over spatial regions of size L and constructing the evolution equation for the coarse grained quantities, thus identifying dissipation and noise.

研究动机与目标

• 理解通过粗粒化，经典行为如何从量子场论中涌现。
• 将一致历史方法应用于场平均的流体动力学模型。
• 识别粗粒化场动力学中耗散和噪声的涌现。
• 通过空间平均在量子场论与经典流体动力学之间建立桥梁。
• 分析尺度 L 在决定量子场的古典极限中的作用。

提出的方法

• 通过在大小为 L 的空间区域上平均，对标量量子场进行空间粗粒化。
• 利用从底层量子动力学推导出的有效方程演化粗粒化场变量。
• 通过粗粒化过程在有效流体动力学方程中引入噪声和耗散项。
• 使用一致历史框架来证明粗粒化过程的合理性，并解释所得动力学。
• 该方法依赖于在粗粒化尺度 L 上的微扰或系统展开，以推导有效动力学。
• 所得方程类似于随机流体动力学，其中噪声和阻尼项自然地源自量子涨落。

实验结果

研究问题

• RQ1 对大小为 L 的空间区域上的量子标量场进行粗粒化，如何导致类似经典的行为？
• RQ2 支配粗粒化场的有效动力学方程是什么？它们表现出哪些物理特征（例如，耗散、噪声）？
• RQ3 这种流体动力学粗粒化在何种意义上能从量子场论中再现经典流体动力学？
• RQ4 尺度 L 如何影响有效动力学中经典性的涌现？
• RQ5 一致历史框架能否用于证明在此粗粒化设定中经典行为的涌现？

主要发现

• 粗粒化场动力学由包含耗散和噪声项的有效方程所支配。
• 噪声和耗散自然地源自平均过程以及底层场的量子涨落。
• 有效动力学类似于随机流体动力学，表明在宏观尺度上经典行为自然涌现。
• 尺度 L 决定了耗散和噪声贡献的强度，L 越大，经典特征越强。
• 一致历史框架为将粗粒化变量解释为类似经典可观测量提供了基础。
• 该模型表明，经典性并非基本属性，而是从量子场论中通过粗粒化涌现的。