Was ist ein Beobachter in QFT?

In der nichtrelativistischen Quantenmechanik kann ein Beobachter grob als ein System mit Wellenfunktion beschrieben werden | ψ Ö die bei Interaktion mit einem anderen System | ψ S (in gewisser Weise misst das das Beobachtbare EIN ^ ) entwickelt sich zu folgendem System

| ψ Ö | ψ S a a a | ψ a Ö | ϕ a

mit EIN ^ | ϕ a = EIN a | ϕ a und a a = ϕ a | ψ S die Wahrscheinlichkeit, das System im Zustand zu messen a . | ψ a Ö So wird der Beobachter sein, wenn er mit dem System im Zustand interagiert hat. Aus der "Sicht" des beobachtenden Systems wird der Staat sein

| ψ a Ö | ϕ a

für einige a .

Das grundlegende Beispiel funktioniert ziemlich gut, weil die beiden Systeme in zwei ziemlich unterschiedliche Strahlen des Hilbert-Raums zerlegt werden können. Aber wie definiert man im Fall einer Quantenfeldtheorie einen Beobachter? Jedes "realistische" Objekt (insbesondere für interaktive QFTs) wird wahrscheinlich eine Summe aller Zustände des Fock-Raums der Theorie sein, daher halte ich es nicht für trivial, das System und den Beobachter in ein Produkt zweier Wellenfunktionen zu trennen.

Gibt es eine einfache Möglichkeit, Beobachter in QFT zu definieren? Vielleicht indem man Wellenfunktionale nur auf kompakten Raumregionen betrachtet? Mir fällt nichts ein, was wirklich in die Materie eindringt, also habe ich keine Ahnung.

Ich denke gerne an die „Beobachter/System“-Trennung im Kontext des Grenzformalismus, wo Quantenfelder auf der kompakten Massenregion der Raumzeit leben, die durch eine 3-Fläche begrenzt ist, wo Grenzzustände leben. Diese Zustände beschreiben die Interaktion mit dem äußeren „Beobachter“, wobei der Begriff „Beobachter“ in diesem Bild seine ursprüngliche Bedeutung völlig verliert.
Nima Arkani-Hamed spricht sehr eloquent über die allgemeine Frage der Beobachter in der Quantenfeldtheorie und der Quantengravitation. Siehe zum Beispiel pirsa.org/displayFlash.php?id=10080010

Antworten (1)

Im Buch

der Autor verstärkt zwei Punkte (ganz am Anfang, erste Seite des Vorworts auf Seite "v" in Band 1):

  1. Die Relevanz der Peierls-Klammer für die raumzeitkovariante Formulierung von QFT;

  2. ihre Implikation für eine gute Beobachter- und Messtheorie in der QFT, die er Bohr-Rosenfeld 1933 zuschreibt.

An der Relevanz der Peierls-Klammer besteht kein Zweifel: Dies ist die kovariante Form der Poisson-Klammer (ausführlich erklärt in " Mathematische QFT - 8. Phasenraum "); und der positive Frequenzteil seines integralen Kerns ist nichts anderes als die Vakuum-2-Punkt-Funktion (erklärt in " Mathematische QFT - 9. Propagatoren ").

Die Kapitel 7 und 8 von DeWitts Buch (Band 1) wollen darauf aufbauend eine Theorie der Messung und Beobachter in der QFT darlegen. Ich fühle mich nicht ganz qualifiziert, dies hier zu überprüfen, aber wenn Sie interessiert sind, würde ich vorschlagen, einen Blick darauf zu werfen.