Was ist die Kopenhagener Interpretation der Quantenfeldtheorie?

Die Bornsche Regel (und damit jede Kollapsdiskussion im Sinne der Kopenhagener Interpretation) ist nur relevant, wenn ein Beobachter zwischen einem (winzigen, beobachteten) System und seiner (riesigen, beobachtenden) Umgebung (= alles andere, enthaltende) unterschieden hat insbesondere die Messgeräte).

Diese Unterscheidung (in der relativistischen QFT selbst nicht vorhanden) bricht bereits die Lorentz-Invarianz. Der Kollaps (Beschreibung bedingter bedingter Wahrscheinlichkeiten durch Beobachtungen) ist eine Eigenschaft nicht des Wellenfunktionals in der QFT, sondern seiner Beschränkung auf den Hilbert-Raum des beobachteten Systems, der ein beobachterabhängiger, verschwindend kleiner Teil des Hilbert-Raums des Gesamten ist (beobachtetes + messendes) System.

Dieses eingeschränkte Wenig-Teilchen-System ist nur eine effektive Theorie, auf die grundlegende Überlegungen nicht angewendet werden können.

Somit besteht kein Widerspruch. Eine Reihe von Aufsätzen mit dem Titel Classical interventions inquantensystems von Asher Peres diskutiert, wie Beobachtungen verschiedener Beobachter in einem relativistischen Rahmen konsistent bleiben.

Ich nehme eine minimale Interpretation von QFT im Kopenhagener Stil, um zu versuchen, eine Verbindung zwischen einer klassischen Beschreibung/einem Modell für einen experimentellen Apparat und klassischen Aufzeichnungen seiner Messergebnisse und einem QFT-Modell für denselben Apparat herzustellen.

Klassischerweise ist ein modernes Messgerät meistens ein thermodynamisch metastabiles System, das wir so konstruieren, dass es Übergänge von einem Bereitschaftszustand in einen erkannten Zustand durchführt, und für das wir auch ein explizites Feedback entwickeln, das den Zustand so schnell wie möglich wieder in den Bereitschaftszustand zurückversetzt. Bei einem solchen Gerät erkennt die Elektronik beispielsweise eine Spannungsänderung von 0 V auf 1 V und macht eine klassische Aufzeichnung des ungefähren Zeitpunkts, zu dem der Übergang stattfand (und möglicherweise verschiedener klassischer Einstellungen des Geräts zu dieser Zeit; siehe Weihs). Bell-Experiment für ein konkretes, ziemlich einfaches Beispiel, http://arxiv.org/abs/quant-ph/9810080). Typischerweise machen wir Millionen solcher klassischer Schallplatten, die wir auf die eine oder andere Weise zusammenfassen, um Ensembles zu bilden (für Weihs sind zwei Ereignisse nahe genug zur gleichen Zeit = ein Element des Ensembles auf höchstem Niveau, das in 16 aufgeteilt werden kann Sub-Ensembles gemäß den aufgezeichneten klassischen Einstellungen). Daraus können wir Statistiken erstellen und zeigen, dass sie den QFT-Modellen entsprechen oder nicht gut entsprechen, die wir für das Experiment konstruiert haben (für die einfachsten Fälle ist QFT so ziemlich nur Quantenoptik, wir müssen uns keine großen Sorgen machen über die interagierende QFT des später hinzugefügten Teils Ihrer Frage und die mit den S-Matrix-Ergebnissen verbundenen asymptotischen Felder sind ungefähr so ​​​​einfach).

Es gibt ein klassisches mehr oder weniger kontinuierliches Signal, das den diskreten Ereignissen zugrunde liegt, die Hardware und Software in Zeiten umwandeln, in denen thermodynamische Übergänge stattfanden (aus Gründen der Speicherbeschränkung, da das Aufzeichnen des Signals Pikosekunde für Pikosekunde enorm und wahrscheinlich irrelevant wäre). ). Das Signal ist ziemlich ungenau, da es kein beobachtbares Quantenfeld entlang einer zeitähnlichen Trajektorie ist, was aufgrund der Feldkommutierungsbeziehungen nicht möglich ist, sondern stattdessen eine Funktion einer thermodynamisch großen Anzahl von DoFs ist, die mit dem Messgerät verbunden sind, z welche Feldkommutierungsbeziehungen weit weniger Auswirkungen haben als die Änderung von 0 V auf 1 V, die ein Messereignis signalisiert. Dennoch, wir gehen davon aus, dass die Statistik der Ereignisse an den Rest der Versuchsapparatur gekoppelt ist und sich durch jede Änderung an der übrigen Versuchsapparatur ändert. Welche Änderungen es auch immer an den aufgezeichneten Statistiken gibt, kann modelliert werden, indem ein anderer Zustand des Quantenfelds gewählt wird (oder alternativ durch die Wahl eines anderen Operators). Für einen gegebenen Messoperator können wir vielleicht vernünftigerweise sagen, dass der Zustand des Quantenfelds „verursacht“, dass die beobachteten Statistiken das sind, was sie sind (obwohl dies ziemlich nahe an allgemein abgezinsten Ensemble-Interpretationen von QM liegt,https://en.wikipedia.org/wiki/Ensemble_interpretation ), aber vielleicht ist es besser, zurückhaltender zu sein, wenn es darum geht, zu behaupten, dass das Quantenfeld einzelne beobachtete Ereignisse verursacht.

Aus dieser Sicht ist der "Kollaps" eine klassische Eigenschaft eines experimentellen Geräts, das wir so konstruiert haben, dass es sich in einem thermodynamisch metastabilen Zustand befindet. Wenn man außerdem die Ansicht vertritt, dass QFT eine effektive Feldtheorie ist, die im Wesentlichen stochastisch ist, ist die Lorentz-Dynamik eine Eigenschaft der statistisch-makroskopischen Modellebene, sodass wir keine direkte Aussage über die Symmetrien der Dynamik auf der Ebene machen können von einzelnen Veranstaltungen. In der Tat wissen wir, dass die makroskopische effektive Dynamik von superflüssigem Helium, die Lorentzsch ist, aber die Schallgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit ersetzt, sich erheblich von der mikroskopischen Dynamik unterscheidet, daher sollten wir nicht voreilig annehmen, dass dies die mit einzelnen Ereignissen verbundene Dynamik hat die gleichen Symmetrien wie die Dynamik, die mit der statistischen Niveaudynamik verbunden ist.verwenden Sie QFT; Wenn Sie eine bestimmte Dynamikauswahl auf der Ebene einzelner Ereignisse wünschen, ist dies schwieriger. Aktuelle Experimente sind weit davon entfernt, alle möglichen klassischen lokalen Dynamiken auszuschließen, sie können nur den Strohmann der Lorentzschen Dynamik ausschließen.

Vielleicht können wir auch vernünftigerweise anmerken, dass moderne Quantengravitationsansätze die Lorentz-Dynamik auf Planck-Skalen aufgeben, mit der Absicht, dass wir zeigen können, dass die effektive Dynamik auf großen Skalen dennoch Lorentz-förmig sein wird.

Sie werden feststellen, dass das Obige nicht viel mit GRW zu tun hat, wie es normalerweise beschrieben wird, für das der Zusammenbruch nicht annähernd so an experimentelle Details gebunden ist, wie ich es oben habe, was meiner Meinung nach eher eine Interpretation im Kopenhagener Stil sein sollte . Die Unterscheidung zwischen stochastischen/statistischen und deterministischen Beschreibungsebenen ist natürlich problematisch, da sie Einsteins spätere Sorgen über die Quantentheorie heraufbeschwört, die meiner Meinung nach jedoch mit modernen Ideen über effektive Feldtheorien im Hinterkopf wieder aufgegriffen werden kann, wenn man sich genug darum kümmert und kann sich einen Weg vorstellen, dies zu tun.

Die Quantentheorie hat eine bevorzugte Zeit, und QFT ist nichts anderes als eine Standard-Quantentheorie. Es hat also eine globale Zeit. Aufgrund der Verletzung der Bellschen Ungleichung benötigt jede realistische Interpretation eine globale Zeit. Dass die Theorie relativistisch ist, hat nur zur Folge, dass verschiedene Versionen mit unterschiedlicher Wahl der globalen Zeit nicht zu unterschiedlichen physikalischen Vorhersagen führen. Aber eine realistische Einsturzinterpretation müsste eine globale Zeit haben. Und es hat einen.

Eine Beschreibung, die auf einem bevorzugten Koordinatensystem basiert, muss sich nicht darum kümmern, was einige Beobachter für ihr Ruhesystem halten, sondern würde auf einem objektiven Ruhesystem basieren. Es wäre unbeobachtbar. Was für Positivisten ausreichen würde, um seine Existenz abzulehnen. Aber für Realisten spielt das keine Rolle, die Natur ist nicht verpflichtet, alles, was wirklich existiert, für den Menschen beobachtbar zu machen.