論文の概要: Wormholes and Factorization in Exact Effective Theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.10035v1
• Date: Mon, 15 Apr 2024 18:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-17 20:58:20.029683
• Title: Wormholes and Factorization in Exact Effective Theory
• Title（参考訳）: 実効理論におけるワームホールと因子化
• Authors: Sergio Hernández-Cuenca,
• Abstract要約: 我々は、その自由度のあるセクターに関する完備理論の正確な経路積分を通じて得られる有効理論の一般的な枠組みについて研究する。 量子ワームホールは真の非局所的相互作用である。 この枠組みは量子重力で観測される現象の多くを統一し、新たな洞察を提供する。
• 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 general framework of effective theories obtained via exact path integration of a complete theory over some sector of its degrees of freedom. Theories constructed this way contain multi-integrals which couple fields arbitrarily far apart, and in certain settings even on path-disconnected components of the space. These are not just entanglement, but genuine non-local interactions that we dub quantum wormholes. Any state the path integral of such an effective theory prepares is shown to be a partial trace of a state of the complete theory over the integrated-out sector. The resulting reduced density operator is generally mixed due to bra-ket wormholes. An infinite family of ensembles of pure states of the complete theory giving the same effective state is identified. These allow one to equivalently interpret any effective state as being prepared by an ensemble of theories. When computing entropic quantities, bra-ket wormholes give rise to replica wormholes. This causes replica path integrals for the effective theory to not factorize even when the underlying manifold does, as expected from mixing. In contrast, effective theories obtained by derivative expansions have no quantum wormholes and prepare pure states. There exist operators in the algebra of effective theories which can distinguish mixed from pure states, implying a breakdown of non-exact effective theories for sufficiently complex observables. This framework unifies and provides new insights into much of the phenomena observed in quantum gravity, including the interplay between wormholes and unitarity, the breakdown of bulk effective theory, the factorization puzzle, state ensembles, theory ensembles, quantum error correction, and baby universes. Some interesting lessons are drawn accounting also for characteristic aspects of gravity concerning IR/UV mixing and Kaluza-Klein reductions.
• Abstract（参考訳）: 我々は、その自由度のあるセクターに関する完備理論の正確な経路積分を通じて得られる有効理論の一般的な枠組みについて研究する。 この方法で構築された理論には、フィールドを任意に分離する多重積分や、空間のパス切断されたコンポーネントでさえある特定の設定を含む。 これらは単に絡み合いではなく、量子ワームホールを掘る真の非局所的な相互作用である。 そのような有効理論の経路積分の任意の状態は、統合アウトセクター上の完備理論の状態の部分的トレースであることが示される。 結果として生じる密度の低下演算子は一般にブラケットワームホールによって混合される。 同じ有効状態を与える完備理論の純粋状態の無限族が特定される。 これにより、任意の有効状態が理論の集合によって準備されていると等価に解釈できる。 エントロピー量を計算する際、ブラケットワームホールは複製ワームホールを引き起こす。 これにより、実効理論のレプリカパス積分は、混合によって予想されるような基礎多様体が成立しても分解されない。 対照的に、微分展開によって得られる効果的な理論は、量子ワームホールを持たず、純粋な状態を作る。 純粋状態と混同できる実効理論の代数には作用素があり、十分複雑な可観測性に対する非実効的実効理論の分解を示唆している。 この枠組みは、ワームホールとユニタリティの相互作用、バルク効果理論の分解、分解パズル、状態アンサンブル、理論アンサンブル、量子エラー補正、ベビー宇宙など、量子重力で観測される現象の多くを統一し、新たな洞察を提供する。 いくつかの興味深い教訓は、IR/UV混合とカルザ・クライン還元に関する重力の特徴的な側面についても説明されている。

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