Есть ли измеримые эффекты масштабирования действия константой?

Классически мы получаем уравнения движения, находя путь, действие которого является стационарным по отношению к малым изменениям пути. Это путь, для которого:

дельта С "=" 0

Следовательно, масштабирование действия константой не должно ничего делать. Однако в некоторых книгах общий знак действия считается важным (поскольку, если мы изменим знак, мы сможем найти путь со сколь угодно отрицательным действием). Имеет ли значение коэффициент масштабирования или изменение знака?

Для квантовой механики имеем:

К ( Икс , у ; Т ) "=" Икс ; Т | у ; 0 "=" Икс ( 0 ) "=" Икс Икс ( Т ) "=" у е я С / Д Икс

Теперь это похоже на масштабирование действия С вызовет изменения в том, как пути будут мешать, но общий знак действия выглядит так, как будто это все еще не имеет значения. Так что теперь мы можем как-то измерить абсолютный масштаб действия?

Ответы (3)

Ну, в принципе, вы сами ответили на свой вопрос. Масштабирование действия — это то же самое, что масштабирование постоянной Планка. Очевидно, что это не может иметь никакого эффекта классически. Но на квантовом уровне измеряет некоммутативность наблюдаемых и в крайнем пределе 0 вы восстанавливаете классическую механику.

Что касается знака, то это не имеет значения ни с классической, ни с квантовой механики. Нас интересует не только минимизация действия, но и все экстремумы. Изменение знака означает только то, что мы поменяем значения максимума и минимума, но решения совсем не изменятся.

Это придирка, не связанная с Вопросом, но предел 0 достаточно деликатна, чтобы классическую механику невозможно было восстановить без других соображений. Существует, например, несовместимость измерений для всех конечных , поэтому нарушение неравенств Белла между однако такой маленький и "=" 0 . Тем не менее, полезный ответ.
@Peter: Нет проблем, хорошо бы указать на это. Я знаю, что это деликатно, но я не хотел вдаваться в кровавые подробности квантования и деформации алгебры Пуассона. Но, по крайней мере, на интуитивном уровне это верно, а на ручном уровне это довольно часто учитывается, когда речь идет о классическом пределе (например, при выводе уравнения Гамильтона-Якоби, ВКБ-аппроксимации и т. д.).

Для классической механики величина коэффициента масштабирования не имеет значения, но знак может зависеть от того, как вы сформулируете свой принцип действия. Принцип наименьшего действия может быть воспринят некоторыми слишком буквально, но, как вы заметили, более строгое определение заключается в том, является ли путь стационарным. При достаточно малых разностях времени в классической механике частиц действие всегда минимально (ну или максимально, в зависимости от выбора знака). См. «Когда действие важнее всего» Тейлора и Грея. Однако даже на коротких временах «пути» полей в классической механике представляют собой седловые точки действия. Так что в какой-то момент нужно перестать воспринимать «наименьшее» в наименьшем действии буквально.

Для квантовой механики масштабирование вызовет эффект. Это одна из основных причин того, почему классические действия, приводящие к одним и тем же уравнениям движения, на самом деле могут привести к разным квантовым теориям. Так что этот эффект действительно измерим в принципе. Однако знак по-прежнему не поддается измерению, поскольку выбор знака является всего лишь соглашением.

Спасибо, что нашли время, чтобы объяснить, почему некоторые люди заботятся о знаке. Что касается квантовой части, то, хотя это звучит разумно, может ли кто-нибудь математически объяснить, почему знак квантового случая не поддается измерению?
@John: посмотри на интеграл пути. Смена знака — это то же самое, что комплексное сопряжение подынтегральной функции, а значит, и всего интеграла. Но квантовая механика — это проективная теория (помните, что состояния соответствуют лучам, а не векторам), и поэтому глобальное изменение фазы не может изменить физику.

Ваш аргумент абсолютно правильный; изменение знака/масштабного коэффициента не изменит решения «классического» уравнения дельта С "=" 0. Однако наблюдаемые меняются. Если вы знакомы с теорией поля, то знаете, что наблюдаемая F рассчитывается как

Ф "=" г ф Ф [ ф ] е я С [ ф ] / г ф е я С [ ф ] / ;
изменение масштаба S меняет то, что вы измеряете. Это действительно эквивалентно изменению масштаба в , так что практически любая наблюдаемая так или иначе изменит свое значение!

Кроме того, когда авторы говорят, что знак имеет значение, это помогает задуматься о связи между квантовой и классической теориями поля. Например, если вы «вращаете» свободный QFT, вы получаете

С [ ф ] "=" г Д Икс 1 2 ( ф ( Икс ) ) 2 + 1 2 м 2 ф ( Икс ) 2 ,
который по построению положителен везде: С [ ф ] 0. В этом случае выражения типа
Ф "=" г ф Ф [ ф ] е β С [ ф ] г ф е β С [ ф ]
имеет смысл, так как интегралы сходятся. Если изменить знак С , интегралы внезапно ужасно расходятся — у вас внезапно больше нет хорошей теории поля. Это очень общее свойство: большие значения поля и большие отклонения должны быть «наказаны» экспоненциальным подавлением; если вы измените знак, большие значения и отклонения будут экспоненциально предпочтительными.

Евклидизированное действие больше похоже на энергию, чем на стандартное действие (которое вы, по-видимому, признаете, написав β там) и поэтому, как и энергию, нужно, чтобы она была ограничена снизу. Но, на мой взгляд, это вопрос, не связанный со сложным фазовым переходом.
Конечно, один фитиль вращается в направлении, необходимом для сходимости интегралов, а не в абсолютном направлении.
@Marek: я определенно согласен с вами в том, что это имеет очень мало общего с изменением фазы. Но поскольку Джон опубликовал свой вопрос в очень общих чертах (просто посмотрите на теги), я подумал, что было бы полезно включить пример действия, когда изменение знака действительно имеет значение .