論文の概要: Quantum reference frames: derivation of perspective-dependent
descriptions via a perspective-neutral structure
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.01912v3
- Date: Sun, 27 Aug 2023 18:30:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-30 02:24:40.511369
- Title: Quantum reference frames: derivation of perspective-dependent
descriptions via a perspective-neutral structure
- Title（参考訳）: 量子参照フレーム:パースペクティブニュートラル構造によるパースペクティブ依存記述の導出
- Authors: Viktor Zelezny
- Abstract要約: 我々は、量子参照フレームの観点から物理を記述するための対称性に着想を得たアプローチを開発する。
操作的に意味のあるパースペクティブ依存記述は、制約面上のDarboux座標によって与えられることを示す。
我々は、量子パースペクティブに依存した記述を導出し、変更することができる量子パースペクティブ中立構造を構築することで結論付ける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In standard quantum mechanics, reference frames are treated as abstract
entities. We can think of them as idealized, infinite-mass subsystems which
decouple from the rest of the system. In nature, however, all reference frames
are realized through finite-mass systems that are subject to the laws of
quantum mechanics and must be included in the dynamical evolution. A
fundamental physical theory should take this fact seriously. In this paper, we
further develop a symmetry-inspired approach to describe physics from the
perspective of quantum reference frames. We find a unifying framework allowing
us to systematically derive a broad class of perspective dependent descriptions
and the transformations between them. Working with a translational-invariant
toy model of three free particles, we discover that the introduction of
relative coordinates leads to a Hamiltonian structure with two non-commuting
constraints. This structure can be said to contain all observer-perspectives at
once, while the redundancies prevent an immediate operational interpretation.
We show that the operationally meaningful perspective dependent descriptions
are given by Darboux coordinates on the constraint surface and that reference
frame transformations correspond to reparametrizations of the constraint
surface. We conclude by constructing a quantum perspective neutral structure,
via which we can derive and change perspective dependent descriptions without
referring to the classical theory. In addition to the physical findings, this
work illuminates the interrelation of first and second class constrained
systems and their respective quantization procedures.
- Abstract（参考訳）: 標準量子力学では、参照フレームは抽象実体として扱われる。
それらは、システムの他の部分から切り離される理想化された無限大サブシステムと考えることができる。
しかし、本質的には、すべての参照フレームは量子力学の法則に従う有限質量系によって実現され、動的進化に含まれなければならない。
基本的な物理理論はこの事実を真剣に受け止めるべきである。
本稿では、量子参照フレームの観点から物理を記述するための対称性に着想を得たアプローチをさらに発展させる。
我々は、視点依存記述の幅広いクラスとそれらの間の変換を体系的に導出できる統一フレームワークを見出した。
3つの自由粒子の変換不変のおもちゃモデルを用いて、相対座標の導入が2つの非可換制約を持つハミルトン構造をもたらすことを発見した。
この構造は、すべてのオブザーバー・パースペクティブを一度に含むと言えるが、冗長性は直ちに操作の解釈を妨げる。
制約面上のdarboux座標により操作上有意義な遠近依存性記述が与えられ、基準フレーム変換が制約面の再パラメータ化に対応していることを示す。
我々は、古典理論に言及せずに、視点依存記述を導出し変更できる量子的視点中立構造を構築することによって結論づける。
物理的発見に加えて、この研究は第一級および第二級制約系とそれぞれの量子化過程の相互関係を照らす。
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