Какова копенгагенская интерпретация квантовой теории поля?

Правило Борна (и, следовательно, любое обсуждение коллапса в смысле копенгагенской интерпретации) уместно только тогда, когда наблюдатель провел различие между (крошечной, наблюдаемой) системой и ее (огромным, наблюдаемым) окружением (= всем остальным, содержащим в частности, измерительное оборудование).

Это различие (отсутствующее в самой релятивистской КТП) уже нарушает лоренц-инвариантность. Коллапс (описывающий условные вероятности, обусловленные наблюдениями) — это свойство не волнового функционала в КТП, а его ограничения на гильбертово пространство наблюдаемой системы, которое является исчезающе малой частью гильбертова пространства полной системы, зависящей от наблюдателя. (наблюдаемая + измерительная) система.

Эта ограниченная система с несколькими частицами является лишь эффективной теорией, к которой неприменимы фундаментальные соображения.

Таким образом, нет никакого противоречия. В серии статей Ашера Переса под названием « Классические вмешательства в квантовые системы » обсуждается, как наблюдения разных наблюдателей остаются согласованными в рамках релятивизма.

Я беру минимальную интерпретацию КТП в копенгагенском стиле, чтобы установить связь между классическим описанием/моделью экспериментальной установки и классическими записями результатов ее измерений и моделью КТП для той же установки.

Классически современное измерительное устройство чаще всего представляет собой термодинамически метастабильную систему, которую мы разрабатываем для осуществления переходов из состояния «Готово» в состояние «Обнаружено», и для которой мы также разрабатываем явную обратную связь, которая возвращает состояние в состояние «Готово» как можно скорее. Для такого устройства электроника регистрирует изменение напряжения, скажем, от 0 В до 1 В и делает классическую запись приблизительного времени, в которое произошел переход (и, возможно, различных классических настроек аппарата в этот момент; см. Эксперимент Белла для конкретного довольно простого примера, http://arxiv.org/abs/quant-ph/9810080 .). Обычно мы делаем миллионы таких классических записей, которые тем или иным образом группируем для создания ансамблей (для Вейха два события, происходящие достаточно близко в одно и то же время, = один элемент ансамбля самого высокого уровня, который можно разделить на 16 частей). субансамбли по записанным классическим настройкам). Исходя из этого, мы можем построить статистику и показать, что они хорошо соответствуют или не соответствуют любым моделям КТП, которые мы, возможно, построили для эксперимента (для простейших случаев КТП — это в значительной степени просто квантовая оптика, нам не о чем беспокоиться) . о взаимодействующей QFT добавленной позже части вашего вопроса, а асимптотические поля, связанные с результатами S-матрицы, примерно такие же простые).

Существует классический более или менее непрерывный сигнал, лежащий в основе дискретных событий, который аппаратно и программно преобразуется в моменты времени, когда происходили термодинамические переходы (в целях ограничения памяти, поскольку запись сигнала пикосекунда за пикосекундой была бы огромной и, вероятно, неуместной). ). Сигнал довольно неточен, поскольку это не наблюдаемое квантовое поле вдоль времениподобной траектории, что невозможно из-за коммутационных соотношений поля, а вместо этого является функционалом термодинамически большого числа степеней свободы, связанных с измерительным устройством, для эти отношения коммутации поля имеют гораздо меньший эффект, чем изменение от 0 В до 1 В, которое сигнализирует о событии измерения. Тем не менее, мы полагаем, что статистика событий связана с остальной частью экспериментального аппарата и будет изменяться при любом изменении остального экспериментального аппарата. Какие бы изменения ни происходили в записанной статистике, их можно смоделировать, выбрав другое состояние квантового поля (или, альтернативно, выбрав другой оператор). Для данного оператора измерения мы можем разумно сказать, что состояние квантового поля «делает» наблюдаемую статистику такой, какая она есть (хотя это довольно близко к обычно не принимаемым во внимание ансамблевым интерпретациям КМ,https://en.wikipedia.org/wiki/Ensemble_interpretation ), но, возможно, следует быть более сдержанным при выборе того, утверждать ли, что квантовое поле вызывает отдельные наблюдаемые события.

С этой точки зрения «коллапс» — это классическое свойство экспериментального устройства, которое мы разработали так, чтобы оно находилось в термодинамически метастабильном состоянии. Если также принять точку зрения, что КТП является эффективной теорией поля, которая по существу является стохастической, то лоренцева динамика является свойством статистико-макроскопического уровня модели, так что мы не можем делать каких-либо прямых утверждений о симметрии динамики на уровне отдельных событий. Действительно, мы знаем, что макроскопическая эффективная динамика сверхтекучего гелия, будучи лоренцевской, но с заменой скорости света скоростью звука, существенно отличается от микроскопической динамики, поэтому не следует спешить с предположением, что динамика, связанная с отдельными событиями, имеет те же симметрии, что и динамика, связанная с динамикой статистического уровня.использовать КТП; если вы хотите конкретный выбор динамики на уровне отдельных событий, это сложнее. Нынешние эксперименты очень далеки от того, чтобы исключить всю возможную классическую локальную динамику, они могут только исключить подставную фигуру лоренцевской динамики.

Возможно, мы также можем разумно отметить, что современные подходы квантовой гравитации отказываются от лоренцевской динамики на планковских масштабах с намерением показать, что эффективная динамика на больших масштабах, тем не менее, будет лоренцевской.

Вы заметите, что вышеизложенное не очень связано с GRW, как это обычно описывается, для которого коллапс не так сильно связан с экспериментальными деталями, как у меня выше, что, как я полагаю, больше соответствует интерпретации в копенгагенском стиле. . Различие между стохастическим/статистическим и детерминистическим уровнями описания, конечно, проблематично, поскольку оно вызывает в памяти более поздние опасения Эйнштейна по поводу квантовой теории, которые, как я полагаю, можно, однако, пересмотреть с учетом современных представлений об эффективных теориях поля, если кто-то достаточно заботится и можно придумать как это сделать.

Квантовая теория имеет предпочтительное время, а КТП — не что иное, как стандартная квантовая теория. Так что у него глобальное время. Из-за нарушения неравенства Белла каждая реалистическая интерпретация нуждается в глобальном времени. То, что теория является релятивистской, имеет лишь следствие того, что разные версии с разным выбором глобального времени не приводят к разным физическим предсказаниям. Но реалистическая интерпретация коллапса должна иметь глобальное время. И у него есть один.

Описание, основанное на предпочтительном фрейме, не должно заботиться о том, что некоторые наблюдатели считают своим фреймом покоя, но будет основано на объективном фрейме покоя. Это было бы незаметно. Для позитивистов этого было бы достаточно, чтобы отвергнуть его существование. Но для реалистов это не имеет значения, Природа не обязана делать наблюдаемым для человека все реально существующее.