Локальность в QFT против «нелокальности» в QM

В квантовой механике (КМ) учитель всегда делает акцент на «странных» частях, таких как парадокс ЭПР , неравенство Белла и так далее. Неравенство Белла говорит нам, что КМ либо нелокальна, либо нереалистична, либо и то, и другое.

Однако в квантовой теории поля (КТП) учитель говорит, что физика требует локальности и причинности, и никогда не упоминает о «нелокальности» или «нереалистичности». Хотя КТП также является квантовой теорией, есть ли какое-то противоречие требования локальности КТП с нелокальностью в КМ? Или это означает, что локальность КТП просто подразумевает, что КМ локальна и нереалистична?

Ответы (2)

Локальность КТП относится к операторной алгебре. (Не)локальность теоремы Белла относится к состояниям (лучам) гильбертова пространства. Это разные представления о местности, и они мирно сосуществуют.

Цитата: Фреденхаген 1

Помимо этих проблем, есть более глубокая причина, по которой нам повезло отделить построение наблюдаемых от построения состояний. Это очевидный конфликт между принципом локальности, который, в частности, управляет классической теорией поля, и существованием неклассических корреляций ( запутанности ) в квантовых системах, часто называемых нелокальностью квантовой физики. На самом деле оказывается, что алгебра наблюдаемых полностью совместима с принципом локальности, тогда как состояния обычно демонстрируют нелокальные корреляции.

--

1 Введение в алгебраическую квантовую теорию поля , из книги « Достижения в алгебраической квантовой теории поля» .

На заметку: уберите запятую после "цитировать".
Но само потенциальное понятие является нелокальным утверждением?
Так почему же мы должны требовать, чтобы операторная алгебра была локальной, а состояние могло быть нелокальным?
@maplemaple Это аксиомы теории. Мы строим КТП из предположения, что алгебра операторов локальна и что состояния могут быть запутанными.
@AccidentalFourierTransform При всем уважении сказать, что «это аксиома», все равно что ничего не сказать. Конечно, математик никогда не спросит, почему аксиома. Но с точки зрения физика, почему мы предполагаем, что операторы не могут иметь пространственноподобные корреляции, тогда как состояния могут? Зачем характеризовать причинность с помощью операторов, а не состояний?
@NanashiNoGombe Я не понимаю, что ты имеешь в виду. Вы спрашиваете, какова мотивация этих аксиом? У нас никогда нет убедительного ответа на такого рода вопросы: то, что может быть разумным объяснением для вас, не обязательно будет для меня, и наоборот. Почему Ф знак равно м а ? На это нет ответа. Это просто то, как Природа решила работать. Я мог бы попытаться придумать какую-нибудь мотивацию, но она была бы либо круговой, либо слишком расплывчатой, чтобы быть полезной. Аксиомы есть аксиомы, будь вы математиком или физиком.
@AccidentalFourierTransform Да, мотивация! Расплывчатость — это хорошо, если она помогает пониманию. Я понимаю, что КТП построена на локальной алгебре операторов, и она работает. Но хотелось бы знать, что навело людей на мысль ой, а давайте запретим нелокальность в операторах и посмотрим, что получится, хотя состояния нелокальны: пусть будут. Безусловно, это решение не было случайным, и у основателей QFT были основания полагать, что операторы могут быть локальными, а государства — нет. Аксиомы приходят после интуиции, а не наоборот, по крайней мере, для физиков, я думаю.
@NanashiNoGombe Ну, вы можете мотивировать эти аксиомы, но только если вместо этого вы готовы принять некоторые другие аксиомы. В какой-то момент вы должны что- то принять . В этом случае тот факт, что состояния могут быть запутанными, является лишь следствием того, что пространство состояний является векторным пространством. С другой стороны, тот факт, что операторы должны коммутировать для пространственно-подобных разделений, можно объяснить из аксиомы причинности: измерения в пространственно-подобных разделенных точках не могут влиять друг на друга. Как люди пришли к этому? Ну, некоторые люди просто такие умные/творческие. Хорошая вещь, верно?
@AccidentalFourierTransform Позвольте мне посмотреть, правильно ли я понял. Итак, локальность операторов — это другое название релятивистской причинности, тогда как нелокальность состояний не имеет ничего общего с причинностью. Это имеет больше смысла. Да, я согласен с тем, что в какой-то момент даже физики должны категорически согласиться с некоторыми основными аксиомами, чтобы строить на этом фундаменте более сложные теории. Но некоторые аксиомы могут быть неясными, и небольшое объяснение может иметь большое значение. Большое спасибо. :)
@NanashiNoGombe Да, верно. Ваше здоровье!

Да, КТП — это подмножество теорий КМ — квантовые теории поля — это теории, чьи наблюдаемые естественным образом строятся из полевых операторов — так что все, что верно для всех теорий КМ, справедливо и для КТП. В частности, все КТП «нереалистичны», потому что все теории КМ «нереалистичны».

Теории КМ могут быть в принципе нелокальными, но теории КМ, относящиеся к описанию нашей Вселенной, локальны. Это либо КТП, либо их обобщения, такие как теория струн. Локальность означает, что событие или измерение никогда не могут повлиять или изменить вероятности событий, которые разделены пространством. Математически в КТП это выводится из исчезающего (градуированного) коммутатора полей на пространственно-подобных расстояниях.

Всякий, кто говорит, что в нашей Вселенной есть нелокальность в каком -либо смысле, просто заблуждается — нарушает элементарные положения специальной теории относительности 1905 года. В Природе не существует нелокальности. Можно рассматривать гипотетические теории КМ, которые не являются локальными, но не имеют отношения к нашему миру. В частности, нелокальность этих теорий не имеет ничего общего с правильным объяснением экспериментов по запутанности.

Как вы понимаете нелокальную «природу» квантов поля в том смысле, что о них говорят, что они появляются или исчезают в пространстве мгновенно в этом отношении?
Нет ничего нелокального в квантах поля в нашей Вселенной, как и в любом другом объекте во Вселенной. Они не появляются и не исчезают мгновенно. Вместо этого, когда наблюдают за одним запутанным квантом поля, наблюдатель узнает что-то о нем, а благодаря известной запутанности (квантово-описываемой корреляции) он также узнает кое-что и о другом. Другой квант не был «отсутствующим» или «присутствующим» до измерения, поэтому он не появлялся и не исчезал. Вместо этого его свойства были неизвестны наблюдателю, и они стали известны.
Мгновенное изменение — это всего лишь изменение знания наблюдателя, и это изменение происходит внутри его мозга или ума, который является локализованным объектом. Для полного усвоения информации и т. д. электрические импульсы должны двигаться со скоростью света или медленнее. Но наблюдение частицы А в запутанной паре не влияет на Б - оно не меняет никаких вероятностей самой Б в отсутствие знания результата измерения А. Знание результата А меняет предсказания для Б но это не действие на расстоянии, это просто доказательство корреляции.
@LubošMotl Точка зрения, которую вы принимаете выше, обычно называется « ψ -эпистемический», и этот тип интерпретации был по существу исключен теоремой PBR: en.wikipedia.org/wiki/PBR_theorem
Из любопытства, вы все еще придерживаетесь этой интерпретации, согласно которой коллапс волновой функции только обновляет знания наблюдателя, а не что-то объективное о природе? Если да, то мне интересно, как вы согласуете это с PBR.
Это не «интерпретация», это установленный с 1925 года научный факт, реальная основа современной физики. PBR — это просто лженаука, которая предполагает неверные предположения о физике и делает из них другие неверные выводы. См., например , motls.blogspot.com/2011/11/… Как и вы, они исходят из того, что квантовая механика не может быть правильной, так что, конечно, они могут извлечь из нее разные глупые противоречия.
Квантовая механика не является ни пси-онтической, ни пси-эпистемической, потому что правильные определения обоих этих терминов являются подмножествами классических физических теорий. Квантовая механика — это неклассическая теория физики.
Локальность в QFT против «нелокальности» в QM
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v