古典的な重力と量子物質の間の一貫した結合は基本的に不可逆的です

古典的な重力と量子物質の間の一貫した結合は基本的に不可逆的です

ソースノード: 2940726

トーマス・D・ギャレー1、フラミニアジャコミニ2、およびジョン・H・セルビー3

1量子光学および量子情報研究所、オーストリア科学アカデミー、Boltzmanngasse 3、1090ウィーン、オーストリア
2理論物理学研究所、ETHチューリッヒ、8093チューリッヒ、スイス
3ICTQT、グダニスク大学、Wita Stwosza 63、80-308グダニスク、ポーランド

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抽象

重力が量子系によって供給される場合、非古典的特徴を獲得すると予想される基本的な相互作用の媒介としての重力の役割と、本質的に古典的である時空の特性を決定する役割との間に緊張が生じる。 基本的に、この緊張は量子論または一般相対性理論の基本原理の XNUMX つを破る結果となるはずですが、特定のモデルに頼らずにどちらを評価するかは通常困難です。 ここでは、一般確率理論 (GPT) を使用して、理論に依存しない方法でこの質問に答えます。 我々は、重力場と単一物質系の相互作用を検討し、重力が古典的である場合には、次の仮定の少なくとも XNUMX つが破られる必要があることを示すノーゴー定理を導き出します。 (i) 物質の自由度は、次の式で完全に記述されます。非古典的な自由度。 (ii) 物質の自由度と重力場の間の相互作用は可逆的です。 (iii) 物質の自由度は重力場で逆反応します。 これは、オッペンハイムらの最近のモデルの場合のように、古典的な重力と量子物質の理論は基本的に不可逆的でなければならないことを意味すると我々は主張する。 逆に、量子物質と重力場の間の相互作用が可逆的であることが必要な場合、重力場は非古典的でなければなりません。

現代物理学の中心的な問題は、量子論と一般相対性理論をどのように統合するかです。 歴史的には、XNUMX つの理論の統合は重力場の量子化によってのみ実現できると主張する多くの議論が提唱されており、実際、統合に向けたほとんどのアプローチはそうしようとしています。 この論文では、重力場の量子化に関する既存の議論が、相互作用の可逆性や量子重ね合わせ状態の準備の可能性などの重要な基礎的な仮定を行っていることを示します。 我々は、重力と物質の理論的記述に依存しない定理を証明し、古典重力と完全量子物質の間の一貫した結合は不可逆的でなければならないことを示しています。 これは、一貫性の要件だけでは重力を量子化する必要があるとは限らず、さらに、古典的な重力と完全な量子物質を統合する試みは必ず物質と重力場の間の不可逆相互作用を特徴とする必要があることを示しています。

►BibTeXデータ

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