論文の概要: A healthier semi-classical dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.11722v1
• Date: Wed, 24 Aug 2022 18:04:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-29 23:50:31.662705
• Title: A healthier semi-classical dynamics
• Title（参考訳）: より健康な半古典力学
• Authors: Isaac Layton and Jonathan Oppenheim and Zachary Weller-Davies
• Abstract要約: 量子系のバックリアクションを古典的に研究する。 半古典物理学の出発点は、古典位相空間の点とヒルベルト空間の量子状態によって常に記述されるべきである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the back-reaction of quantum systems onto classical ones. Taking the starting point that semi-classical physics should be described at all times by a point in classical phase space and a quantum state in Hilbert space, we consider an unravelling approach, describing the system in terms of a classical-quantum trajectory. We derive the general form of the dynamics under the assumptions that the classical trajectories are continuous and the evolution is autonomous, and the requirement that the dynamics is linear and completely positive in the combined classical-quantum state. This requirement is necessary in order to consistently describe probabilities, and forces the dynamics to be stochastic when the back-reaction is non-zero. The resulting equations of motion are natural generalisations of the standard semi-classical equations of motion, but since the resulting dynamics is linear in the combined classical-quantum state, it does not lead to the pathologies which usually follow from evolution laws based on expectation values. In particular, the evolution laws we present account for correlations between the classical and quantum system, which resolves issues associated with other semi-classical approaches. In addition, despite a breakdown of predictability in the classical degrees of freedom, the quantum state evolves deterministically conditioned on the classical trajectory, provided a trade-off between decoherence and diffusion is saturated. As a result, the quantum state remains pure when conditioned on the classical trajectory. To illustrate these points, we numerically simulate a number of semi-classical toy models, including one of vacuum fluctuations as a source driving the expansion of the universe. Finally, we discuss the application of these results to semi-classical gravity, and the black-hole information problem.
• Abstract（参考訳）: 量子系のバックリアクションを古典的に研究する。 半古典物理学は、古典位相空間の点とヒルベルト空間の量子状態によって常に記述されるべきという出発点を考慮し、古典量子軌道の観点でシステムを記述する不破滅的なアプローチを考える。 古典的軌跡は連続的であり、進化は自律的であるという仮定の下でのダイナミクスの一般的な形を導出し、古典的量子状態と結合した状態においてダイナミクスが線形かつ完全に正であるという要件を導出する。 この要件は確率を一貫して記述するために必要であり、バック・リアクションがゼロでないときに力学を確率的に強制する。 結果として生じる運動方程式は、標準的な半古典的運動方程式の自然な一般化であるが、結果として得られる力学は古典的量子状態の組合せで線型であるため、期待値に基づく進化法則から従う病理にはならない。 特に、進化法則は、他の半古典的アプローチに関連する問題を解く古典と量子システムの間の相関を考慮に入れている。 さらに、古典的自由度の予測可能性の低下にもかかわらず、量子状態は古典的軌跡に決定論的に条件づけられた状態に進化し、デコヒーレンスと拡散のトレードオフが飽和する。 その結果、量子状態は古典軌道上で条件付けられたときも純粋なままである。 これらの点を説明するために、真空揺らぎの1つを含むいくつかの半古典的な玩具モデルを宇宙の膨張を駆動する源として数値シミュレーションした。 最後に、これらの結果の半古典重力への応用とブラックホール情報問題について論じる。

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