論文の概要: When Isolated Quantum Systems Appear Classical

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19188v1
• Date: Wed, 17 Jun 2026 15:30:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-25 08:55:12.382895
• Title: When Isolated Quantum Systems Appear Classical
• Title（参考訳）: 孤立量子系が古典的に現れるとき
• Authors: Thiago R. de Oliveira, Pedro S. Correia, Tiago Debarba, Gabriel Dias Carvalho, Raúl O. Vallejos, Fernando de Melo,
• Abstract要約: 平衡状態に相当なコヒーレンスが存在する場合でも、古典的挙動が出現する可能性があることを示す。 このことは、孤立量子系における熱化の起源と量子-古典遷移という2つの基礎的な問いの直接的な関係を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 35.18016233072556
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The emergence of classical behavior and the origin of thermal equilibrium are two central problems in the foundations of physics. In the standard accounts, both phenomena are typically explained through interactions with an external environment: decoherence suppresses quantum interference, while coupling to a thermal bath drives relaxation toward equilibrium. Over the last decades, however, it has become clear that equilibration and thermalization can arise even in fully isolated quantum systems, in the operational sense that the expectation values of relevant observables remain close to equilibrium values for most of the time. Here, we ask whether the same intrinsic equilibration mechanism can also account for the emergence of classical behavior. Using rigorous bounds on equilibration in closed systems, we derive sufficient conditions under which a time-evolved pure state becomes, for most times, operationally indistinguishable from a classical mixture associated with a chosen physical property. We identify two complementary routes to such operational classicality: either the chosen property almost commutes with the system Hamiltonian or the observables used to probe the system lose access to the remaining coherence after equilibration. Our results show that classical behavior need not be confined to the energy basis and may emerge even when substantial coherence remains present in the equilibrium state. This establishes a direct connection between two foundational questions: the origin of thermalization in isolated quantum systems and the quantum-to-classical transition
• Abstract（参考訳）: 古典的な振る舞いの出現と熱平衡の起源は、物理学の基礎における2つの中心的な問題である。 デコヒーレンス(decoherence)は量子干渉を抑制し、熱浴との結合は平衡に向かって緩和する。 しかし、ここ数十年の間、完全に孤立した量子系においても平衡と熱化が生じることは明らかであり、操作的な意味では、関連する可観測物の期待値がほとんどの期間、平衡値に近づいたままである。 ここでは、同じ固有平衡機構が古典的行動の出現にも寄与するかどうかを問う。 閉系における平衡の厳密な境界を用いて、時間進化した純粋状態が、ほとんどの場合、選択された物理的性質に付随する古典的な混合と運用的に区別できないような十分な条件を導出する。 選択された性質は、ハミルトン系とほぼ通勤するか、あるいは平衡後の残りのコヒーレンスへのアクセスを探索するために使用される可観測物のいずれかである。 以上の結果から, 古典的挙動はエネルギーベースに限定される必要はなく, 平衡状態に有意なコヒーレンスが存在する場合でも現れる可能性が示唆された。 これは、孤立量子系における熱化の起源と量子-古典遷移という2つの基礎的問題の間の直接的な関係を確立する。

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