[论文解读] Relativistic consistency rules out GRW-Pearle collapse schemes

Casey Blood|arXiv (Cornell University)|Apr 20, 2010

Quantum Mechanics and Applications参考文献 11被引用 3

一句话总结

本文证明，相对论一致性——即测量结果在所有惯性参考系中保持不变——排除了量子力学中的GRW-Pearle自发坍缩模型。通过分析坍缩事件的洛伦兹变换，作者表明这些模型预测了与参考系相关的探测结果，违反了相对论，因此在物理上不一致。

ABSTRACT

If the outcome recorded by a detector is required to be the same in all relativistically equivalent frames of reference, then a large class of collapse models, including the GRW-Pearle scheme, is ruled out.

研究动机与目标

• 评估自发坍缩模型（尤其是GRW-Pearle模型）与狭义相对论原理的相容性。
• 研究坍缩模型中的测量结果在洛伦兹变换下是否保持不变。
• 确定相对论不变性要求是否排除特定的坍缩方案。
• 分析不同惯性参考系中坍缩事件的变换性质。

提出的方法

• 作者构建了一个 gedankenexperiment，涉及一个相对论性探测器测量处于叠加态的量子系统。
• 对坍缩事件的时空坐标应用洛伦兹变换，以评估其参考系不变性。
• 分析重点在于探测结果（例如，选择哪一支）在所有惯性参考系中是否保持一致。
• 研究GRW-Pearle模型的随机坍缩机制在相对论变换下的表现，特别是坍缩的时间和位置。
• 本文使用相对论框架，比较不同参考系中预测的探测结果。
• 该论证依赖于物理结果必须是洛伦兹不变的假设，这是狭义相对论的基石。

实验结果

研究问题

• RQ1 GRW-Pearle坍缩模型是否在所有惯性参考系中预测相同的测量结果？
• RQ2 GRW-Pearle模型中的随机坍缩过程是否与洛伦兹不变性相容？
• RQ3 当坍缩事件具有参考系依赖性时，相对论观察者能否一致地描述相同的物理结果？
• RQ4 坍缩事件的参考系依赖性对自发坍缩理论物理一致性的含义是什么？
• RQ5 相对论不变性要求是否排除了GRW-Pearle类模型？

主要发现

• GRW-Pearle坍缩模型在不同惯性参考系中预测了不同的探测结果。
• 坍缩事件的洛伦兹变换导致不同参考系中测量结果不一致，违反了相对论一致性。
• 该模型的随机坍缩机制在洛伦兹变换下不保持不变，表明其与狭义相对论存在根本性冲突。
• 本文结论认为，任何依赖于优选参考系或绝对时间的坍缩模型（如GRW-Pearle）均被相对论一致性所排除。
• 分析表明，坍缩时间和位置并非洛伦兹不变，导致探测结果在观测中表现出明显的参考系依赖性。
• 因此，若GRW-Pearle方案违反洛伦兹不变性，则其无法成为量子力学的基本理论。