[论文解读] Experimental Test of qRule Theory

Richard A. Mould|arXiv (Cornell University)|Jan 8, 2008

Quantum Mechanics and Applications参考文献 3被引用 2

一句话总结

本文通过实验检验qRules理论，该理论是量子测量的基础理论，主张波函数坍缩取决于分子碰撞，与其它坍缩模型不同。它表明qRules在对碰撞敏感的实验中可预测不同的结果，从而与标准量子基础理论形成可检验的分歧。

ABSTRACT

Three qRules governing the collapse of a wave function are given in another paper. In most situations the predictions of this theory are identical with the predictions of other foundation theories. However, there is at least one experiment in which the qRules predict results that are characteristically different from other theories. These results are shown to be a function of molecular collisions in an experiment proposed by Collett and Pearle. Wave reductions in other collapse theories are distinctly not a function of collisions. Keywords: foundation theory, measurement, qRules, state reduction, wave collapse.

研究动机与目标

• 将qRules理论的预测与已确立的量子基础理论进行对比测试。
• 研究波函数坍缩是否如qRules所提出的那样受分子碰撞影响。
• 确定qRules理论与其它坍缩模型产生显著差异的实验条件。
• 验证qRules在碰撞依赖性态归约中的预测独特性。

提出的方法

• 基于Collett和Pearle的实验设置提出一个思想实验，以隔离依赖碰撞的波函数坍缩。
• 应用qRules来建模状态归约为分子碰撞频率和动力学的函数。
• 在相同实验条件下，将qRules理论的预测与标准坍缩模型（如GRW、Penrose）的预测进行比较。
• 分析波函数归约对碰撞率的依赖性，从而将qRules与无碰撞依赖性的坍缩机制区分开来。
• 使用理论建模计算在qRules假设下的坍缩概率。
• 识别出qRules预测与其它理论产生分歧的特定实验配置。

实验结果

研究问题

• RQ1 qRules理论中的波函数坍缩是否取决于分子碰撞，而非其他坍缩模型？
• RQ2 在何种实验设置中，qRules的预测与标准基础理论的预测显著不同？
• RQ3 能否在基于qRules的坍缩与无碰撞依赖性的坍缩模型之间建立可测量的区分？
• RQ4 根据qRules，分子碰撞的频率如何影响态归约的速率？
• RQ5 是否存在一个可实现的实验，使得qRules的预测与其它量子基础理论不一致？

主要发现

• qRules理论预测波函数坍缩是分子碰撞的函数，而这一特征在其它坍缩模型中并不存在。
• 在所提出的Collett-Pearle实验中，qRules的预测与标准坍缩理论的预测具有明显不同的特征。
• 该理论的预测对碰撞动力学敏感，使其可在受控的分子环境中进行检验。
• 与其他理论的分歧源于qRules诱导的归约具有碰撞依赖性。
• 没有其他基础理论将波函数坍缩归因于分子碰撞，因此在这一背景下qRules具有独特可检验性。
• 结果表明，存在潜在的实证路径可将qRules理论与其它量子基础模型区分开来。