論文の概要: Proof of quantum to classical transition for the center of mass of quantum many body systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.01362v1
- Date: Sat, 02 Aug 2025 13:33:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-05 18:25:21.841843
- Title: Proof of quantum to classical transition for the center of mass of quantum many body systems
- Title（参考訳）: 量子多体系の質量中心に対する量子から古典への遷移の証明
- Authors: Marco Bilardello,
- Abstract要約: 量子力学の古典的極限は、多体系の質量の中心の研究に焦点をあてて研究される。
粒子の数が分散し、非常に一般的な仮定の下では、系の質量の中心がもはや量子力学によって記述されないかを研究する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The classical limit of quantum mechanics is investigated, by focusing on the study of the center of mass of a many-body system where each particle is described by quantum mechanics. We study how, in the limit when the number of particles diverges and under quite general assumptions, the center of mass of the system is not anymore described by quantum mechanics but by classical mechanics: the center of mass of the system becomes with a well-defined position and momentum, the state of the center of mass is fully determined by its position and by its momentum, and its dynamics is given by the classical law of dynamics. In order to get this result, three assumptions on the many-body system are necessary: the total mass of the system must be much larger than the mass of each particle composing the system; at most a finite number of particles has non-zero correlation in position with an infinite number of particles; finally, when the number of particles composing the system diverge, the variance in position of each particle converges to a finite value. These assumptions are commonly realized for a macroscopic solid and liquid systems. Finally, we sketch a possible experimental setup aiming at observing the quantum-to-classical transition of the center of mass of a massive many-body system. The results obtained in this paper show how the classical limit of quantum mechanics can be naturally achieved without the need to modify quantum mechanics, without the need to have an external environment and without the need of changing the interpretations of quantum mechanics.
- Abstract（参考訳）: 量子力学の古典的極限は、各粒子が量子力学によって記述される多体系の質量の中心の研究に焦点を当てて研究される。
粒子の数が分散し、非常に一般的な仮定の下では、系の質量の中心は量子力学によって記述されるのではなく、古典力学によって記述される: 系の質量の中心は、よく定義された位置と運動量からなり、質量の中心の状態はその位置と運動量によって完全に決定され、その力学は古典的な力学の法則によって与えられる。
この結果を得るためには、系の総質量が系を構成する各粒子の質量よりもはるかに大きいこと、少なくとも有限個の粒子が無限個の粒子と位置がゼロでないこと、そして最終的に、系を構成する粒子の数が分岐すると、各粒子の位置のばらつきは有限個の値に収束すること、の3つの仮定が必要である。
これらの仮定は、マクロ的な固体と液体の系に対して一般的に実現される。
最後に,大規模多体系の質量中心の量子-古典遷移を観測する実験装置をスケッチする。
本稿では、量子力学の古典的な限界が、外部環境を必要とせず、量子力学の解釈を変更する必要もなく、量子力学を変更することなく自然に達成できることを示す。
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