論文の概要: Quantum field theory from first principles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.09881v1
- Date: Thu, 19 Nov 2020 15:07:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-23 17:05:05.036125
- Title: Quantum field theory from first principles
- Title（参考訳）: 第一原理からの量子場論
- Authors: P. Perinotti
- Abstract要約: 物理システムを構成するメモリレジスタ更新のアルゴリズムとして物理法則をどのように見ることができるかを示す。
我々は、同じセルオートマトンがフェルミオン場力学とマクスウェルの方程式の両方を引き起こす方法について論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: If the systems of quantum theory are thought of as elementary information
carriers in the first place, rather than elementary constituents of matter, and
their connections are logical connections within a given algorithm, rather than
space-time relations, then we need to find the origin of mechanical
concepts---that characterise quantum mechanics as a theory of physical systems.
To this end, we will illustrate how physical laws can be viewed as algorithms
for the update of memory registers that make a physical system. Imposing the
characteristic properties of physical laws to such an algorithm, i.e.
homogeneity, reversibility and isotropy, we will show that the physical laws
thus selected are particular algorithms known as cellular automata. Further
assumptions regarding maximal simplicity of the algorithm lead to two cellular
automata only, that in a suitable regime can be described by Weyl's
differential equations, lying at the basis of the dynamics of relativistic
quantum fields. We will finally discuss how the same cellular automaton can
give rise to both Fermionic field dynamics and to Maxwell's equations, that
rule the dynamics of the electromagnetic field. We will conclude reviewing the
discussion of the relativity principle, that must be suitably adapted to the
scenario where space-time is not an elementary notion, through the definition
of a change of inertial reference frame, and whose formulation leads to the
recovery of the symmetry of Minkowski space-time, identified with Poincar\'e's
group. Space-time thus emerges as one of the manifestations of physical laws,
rather than the background where they occur, and its features are determined by
the dynamics of systems, necessarily equipped with differential equations that
express it. In brief, there is no space-time unless an evolution rule requires
it.
- Abstract（参考訳）: 量子論の系を、物質の基本成分ではなく、そもそも基本的な情報担体とみなし、それらの接続が時空関係ではなく与えられたアルゴリズム内の論理的接続であるならば、量子力学を物理系の理論として特徴づける機械的概念の起源を見出す必要がある。
この目的のために、物理系を構成するメモリレジスタの更新のアルゴリズムとして物理法則をどのように捉えるかを説明する。
このようなアルゴリズム、すなわち同質性、可逆性、等方性に物理法則の特性を取り入れることで、選択した物理法則がセルオートマトンと呼ばれる特定のアルゴリズムであることが示される。
アルゴリズムの最大単純性に関するさらなる仮定は、2つのセルオートマトンにのみつながり、適切な状態においてワイルの微分方程式によって記述することができ、相対論的量子場の力学に基づく。
最終的に、同じセル・オートマトンがフェルミオン場ダイナミクスと、電磁場のダイナミクスを制御するマクスウェル方程式の両方を発生させる方法について論じる。
時空が基本的な概念ではない場合、慣性参照フレームの変化の定義を通じて、その定式化がポインカルイ群と同一視されるミンコフスキー時空の対称性の回復に繋がるシナリオに適合しなくてはならない、相対性理論の議論をレビューする。
したがって時空は、それらが現れる背景ではなく、物理法則の表象の1つとして現れ、その特徴は系の力学によって決定され、必ずしもそれを表現する微分方程式を持つ。
簡単に言えば、進化規則がそれを必要としない限り、時空は存在しない。
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