کوانتوم مکانیک‌🕊

‍
💢فیزیکدانان یک قانون کوانتومی که با یونیورس ما جور در نمی آید را بازنویسی می کنند

توسط چارلی وود
قسمت چهارم
📌Unitarity 2.0

سال گذشته، استرومینگر با کاتلر همکاری کرد، که زمان خود را بین تحقیقات گرانش کوانتومی و نظریه اطلاعات کوانتومی - مطالعه اطلاعات ذخیره شده در حالت‌های کوانتومی - تقسیم کرد. این دو متوجه شدند که یک طرح خوب مطالعاتی در نظریه اطلاعات کوانتومی وجود دارد که شبیه یونیورس در حال انبساط است: تصحیح خطای کوانتومی، طرحی که در آن پیام کوچکی که از حالت‌های کوانتومی ساخته شده است بصورت اضافه در یک سیستم بزرگ‌تر کدگذاری می‌شود. شاید آنها فکر می کردند که محتویات یونیورس جوان به طور مشابه به فرم کیهان مدرن متورم امروزی شبیه سازی شده است.

استرومینگر گفت: در گذشته، پاسخ واضح این بود که این ، دقیقاً همان کاری است که کدگذاران کوانتومی (افراد) انجام می‌دهند.
در مقاله‌ای که در اوایل سال جاری منتشر شد، این تبدیلات دو کلاسی را که کدهای تصحیح خطای کوانتومی به آنها تعلق دارند، به نام ایزومتریک معرفی کردند. تغییر ایزومتریک شبیه تغییر یونیتاری اما با انعطاف پذیری بیشتر است.

به الکترونی فکر کنید که می تواند دو مکان احتمالی را اشغال کند. فضای هیلبرت آن از تمام ترکیبات احتمالی دامنه در دو مکان تشکیل شده است. این احتمالات را می توان به عنوان نقاط روی یک دایره تصور کرد - هر نقطه در هر دو جهت افقی و عمودی مقداری ارزش دارد. تغییرات یونیتاری حالت ها را به دور دایره می چرخاند اما مجموعه احتمالات را گسترش یا کوچک نمی کند.
با این حال، برای تجسم یک تغییر ایزومتریک، اجازه دهید یونیورس این الکترون به اندازه ای متورم شود که امکان مکان location سوم را فراهم کند. فضای هیلبرت الکترون گسترش می یابد اما به شیوه ای خاص: بعد دیگری می یابد.

دایره به یک کره تبدیل می شود که حالت کوانتومی ذره می تواند روی آن بچرخد تا مخلوطی از هر سه مکان را در خود جای دهد. فاصله بین هر دو حالت روی دایره تحت تغییر ثابت می ماند - یکی دیگر از نیازهای یونیتاریتی. به طور خلاصه، گزینه ها افزایش می یابد، اما بدون پیامد های غیر فیزیکی.

گیدینگ گفت: " کار با ایزومتریک ها نوعی تعمیم» یونیتاریتی است. این مقداری از ذات را حفظ می کند."
یونیورس ما فضای هیلبرتی با تعداد زیادی ابعاد دارد که با انبساط فضای واقعی به طور مداوم تکثیر می شود. به عنوان اثبات ساده‌تر مفهوم، استرومینگر و کاتلر انبساط یونیورس اسباب‌بازی شامل خطی منتهی به یک آیینه در حال عقب نشینی را مطالعه کردند ، آنها احتمال گسترش یونیورس از یک طول به طول دیگر را محاسبه کردند.
برای چنین محاسباتی، آزمون کنندگان کوانتومی اغلب از معادله شرودینگر استفاده می‌کنند که چگونگی تکامل یک سیستم کوانتومی در زمان را پیش‌بینی می‌کند. اما تغییرات دیکته شده توسط معادله شرودینگر کاملا قابل برگشت هستند.

نیما ارکانی حامد گفت: "هدف واقعی آن(معادله شرودینگر) در زندگی، تحکیم یونیتاریتی است." بنابراین به جای آن، استرومینگر و کاتلر از یک نسخه جایگزین مکانیک کوانتومی استفاده کردند که توسط ریچارد فاینمن مطرح شده بود، به نام مسیر انتگرال path integral . این روش، که شامل جمع‌آوری تمام مسیرهایی است که یک سیستم کوانتومی می‌تواند از نقطه شروع تا یک نقطه پایانی طی کند، برای ایجاد حالت‌های جدید (که به عنوان مسیرهای انشعاب منتهی به چندین نقطه پایانی ظاهر می‌شوند) مشکلی ندارد. در پایان، انتگرال مسیر استرومینگر و کاتلر، ماتریسی را استخراج می کند که رشد یونیورس اسباب‌بازی را در بر می‌گیرد، و در واقع حاصل یک ماتریس ایزومتریک بود تا یک ماتریس یونیتاری.

کاتلر گفت: «اگر می‌خواهید یک یونیورس در حال انبساط را توصیف کنید، معادله شرودینگر آنطور که هست کار نخواهد کرد. اما در فرمول فاینمن، به اراده خود به کار ادامه می دهد. کاتلر نتیجه می گیرد که این روش جایگزین برای انجام مکانیک کوانتومی بر اساس ایزومتریک "در درک یونیورس در حال انبساط برای ما مفیدتر خواهد بود."‌‌

💢@higgs_field

attach 📎

👍6

1.19K views10:20