論文の概要: Switching quantum reference frames in the N-body problem and the absence
of global relational perspectives
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/1809.05093v3
- Date: Wed, 16 Aug 2023 14:41:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-17 18:17:30.760825
- Title: Switching quantum reference frames in the N-body problem and the absence
of global relational perspectives
- Title(参考訳): n体問題における量子参照フレームの切り換えとグローバルリレーショナル・パースペクティブの欠如
- Authors: Augustin Vanrietvelde, Philipp A. Hoehn and Flaminia Giacomini
- Abstract要約: 我々は、量子参照フレーム(QRF)に対する物理の記述を切り替える体系的な方法を開発した。
ゲージ関係の冗長性のおかげで、この構造は全てのフレーム選択を同時に含み、フレーム視点を一貫した切り替えが可能なパースペクティブニュートラル構造へと導かれる。
これを一般的な力学モデル、すなわち回転対称性と変換対称性を持つ3次元空間におけるリレーショナル$N$-body問題で説明する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Given the importance of quantum reference frames (QRFs) to both quantum and
gravitational physics, it is pertinent to develop a systematic method for
switching between the descriptions of physics relative to different choices of
QRFs, which is valid in both fields. Here we continue with such a unifying
approach, begun in arxiv:1809.00556, whose key ingredient is a symmetry
principle, which enforces physics to be relational. Thanks to gauge related
redundancies, this leads to a perspective-neutral structure which contains all
frame choices at once and via which frame perspectives can be consistently
switched. Formulated in the language of constrained systems, the
perspective-neutral structure is the constraint surface classically and the
gauge invariant Hilbert space in the Dirac quantized theory. By contrast, a
perspective relative to a specific frame corresponds to a gauge choice and the
associated reduced phase and Hilbert space. QRF changes thus amount to a gauge
transformation. We show that they take the form of `quantum coordinate
changes'. We illustrate this in a general mechanical model, namely the
relational $N$-body problem in 3D space with rotational and translational
symmetry. This model is especially interesting because it features the Gribov
problem so that globally valid gauge fixing conditions, and hence relational
frame perspectives, are absent. The constraint surface is topologically
non-trivial and foliated by 3-, 5- and 6-dimensional gauge orbits, where the
lower dimensional orbits are a set of measure zero. The $N$-body problem also
does not admit globally valid canonically conjugate pairs of Dirac observables.
These challenges notwithstanding, we exhibit how one can construct the QRF
transformations for the 3-body problem. Our construction also sheds new light
on the generic inequivalence of Dirac and reduced quantization through its
interplay with QRF perspectives.
- Abstract(参考訳): 量子参照フレーム(QRF)が量子物理学と重力物理学の両方において重要であることを考えると、どちらの分野でも有効なQRFの異なる選択に対して物理学の記述を切り替える体系的な方法を開発することが重要となる。
ここでは、arxiv:1809.00556で始まったそのような統一的なアプローチを継続する。
ゲージ関係の冗長性のおかげで、この構造は全てのフレーム選択を同時に含み、フレーム視点を一貫した切り替えが可能なパースペクティブニュートラル構造へと導かれる。
制約系の言語で定式化され、パースペクティブニュートラル構造は古典的に制約曲面であり、ディラック量子化理論におけるゲージ不変ヒルベルト空間である。
対照的に、特定のフレームに対する視点はゲージの選択と関連する還元位相とヒルベルト空間に対応する。
これにより、QRFの変化はゲージ変換となる。
量子座標変化」という形をとることを示す。
これを一般的な力学モデル、すなわち回転対称性と変換対称性を持つ3次元空間における関係 $n$-body 問題で説明する。
このモデルはグリボフ問題に特化しており、グローバルに有効なゲージ固定条件、従って関係フレームの視点が欠如しているため、特に興味深い。
制約面は位相的に非自明であり、3次元、5次元、および6次元のゲージ軌道によって浮き彫りになっている。
n$-body問題はまた、ディラック可観測性の標準共役対をグローバルに有効なものとは認めない。
これらの課題にもかかわらず、3体問題に対するQRF変換をどのように構築できるかを示す。
我々はまた、ディラックの一般的不等式に新たな光を当て、QRF視点との相互作用を通じて量子化を減らした。
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