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量子力学の現実的、確率的、局所モデルの提示

量子力学は、確かに物理学の最も不可解な分野の 1 つです。量子力学を記述する数学的形式主義はほぼ一世紀前からよく知られており、実験的に徹底的にテストされてきたが、そのような形式主義の解釈と、それが量子力学を支配するより基本的な「法則」を隠しているかどうかは、依然として深い議論の対象である. /P>

量子力学の最も興味深い側面の 1 つは、いわゆる波と粒子の二重性です。測定されたイベントの統計的分布を考慮すると、互いに相互作用しない個々の粒子が波のようなパターンを示すことがあります。リチャード・ファインマンは、有名な二重スリット実験における電子回折の現象は「不可能であり、古典的な方法で説明することは絶対に不可能であり、その中に量子力学の核心がある.実際には、唯一の謎が含まれています。エネルギーと角運動量の離散レベルの出現、不確定性原理、ポテンシャル障壁のトンネリング、エンタングルメントなど、科学者や一般大衆を困惑させる他の多くの量子現象は、実際にこの波のような挙動と波の重ね合わせに関連しています。特に。

量子論は、確率分布の計算に役立つ抽象的な複素数である確率振幅の観点から説明を超えることは基本的に不可能であると仮定しています。観察された統計的分布に寄与する可能性のある個々のイベントを説明するためのメカニズムが提供されています。それにもかかわらず、ほとんどの物理学者は、量子力学によって提供される記述は完全であり、実際、記述できるのは確率振幅だけであるという正統な見解を受け入れています.

ここで、まったく異なる態度、客観的で観察者から独立した、実際の物理的状態に基づく量子力学のモデルを想像してみてください。そのような観点では、粒子は、測定が実際に行われたかどうかに関係なく、任意の可能な観測量に対して明確な値を持っています。特に、実際の粒子軌道が存在すると想定されています。

このような「現実的な」解釈は、量子の歴史の初期から求められてきました。おそらく最もよく知られている現実的な理論であるド・ブロイ・ボーム力学では、個々の粒子は、誘導波によって規制された明確に定義された軌道に従うと説明されています。ただし、この理論は、「非局所」メカニズムに明確に訴えます。これは、ガイド波が遠く離れた粒子軌道に瞬時に影響を与えることができると考えられているためです。それでも、有名なベルの不等式テストに合格するため、一般的に有効な理論として受け入れられています。しかし、その非局所性は、局所的で現実的なイベントベースの振る舞いを仮定することによって量子の振る舞いを説明しようとしている人、つまり、同時に現実主義の原則と局所性の原則に準拠している人たちを満足させません。

Antonio Sciarretta は最近、抽象的な数学的定式化を使用せずに非相対論的量子力学の結果を再現する、現実的で確率的で局所的なモデルを発表しました。提案されたモデルでは、特定の時点で、個々の粒子は他の観測量の中でも位置と運動量の明確な値を持ち、リアリズムの要件を満たします。 . ストキャスティクス 量子力学の経験的証拠によって明らかにされる挙動は、粒子軌道の基本的なランダム性を仮定することによって説明されます。量子挙動の出現は、選択された特定の運動規則の結果です。

個々の粒子の運動と外力との相互作用は、格子状の離散時空で発生します。粒子の軌跡は非対称のランダム ウォークであり、遷移確率はいくつかの量の単純な関数であり、ソースでの準備中にランダムに粒子に起因するか、ウォーク中に粒子が訪れる格子ノードに格納されます。ラティスに格納された情報は、ノードが連続する放出によって訪問されるにつれて、徐々に構築されます。粒子が後続の粒子によって使用される格子内に「足跡」を残すこのプロセスは、最終的に量子挙動の原因となります。

したがって、後続の排出間の相互作用は局所性を満たす ラティスの仲介によるものの、要件。離散運動に基づいているため、提案されたモデルは、特定の粒子の時間、空間、速度、エネルギーなどの整数値のみを含むため、かなり独特です。さらに、いくつかの有理値の量は、これらの主要な量から導き出されます。物理量の数学的操作は、実際には最終的に基本的な確率規則を反映する算術演算に縮小されます。

Antonio Sciarretta のモデルでは、量子予測は、同様に準備された粒子の集合の確率分布として取得されます。この論文では、モデルは、自由粒子運動、一定の外力、調和振動子、ボックス内の粒子、デルタ ポテンシャル、リング上の粒子、球上の粒子など、いくつかの量子シナリオを再現することによって評価されます。特に、運動量のもつれは、局所的ではあるがベルのテストに合格する (ベルの不等式に違反する) モデルで再現されます。

これらの調査結果は、ジャーナル Foundations of Physics に掲載された「離散時空に基づく量子力学の局所現実モデル」というタイトルの記事で説明されています。この作業は Antonio Sciarretta が主導しました。


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