Обобщенный принцип неопределенности

Обобщенный принцип неопределенности ( GUP ) представляет собой важное расширение принципа неопределенности Гейзенберга, включающее эффекты гравитационных сил для уточнения пределов точности измерений в рамках квантовой механики. Основанный на передовых теориях квантовой гравитации, включая теорию струн и петлевую квантовую гравитацию, GUP вводит концепцию минимальной измеримой длины. Этот фундаментальный предел бросает вызов классическому представлению о том, что положения могут быть измерены с произвольной точностью, намекая на дискретную структуру пространства-времени в масштабе Планка. Математическое выражение ГУП часто формулируется как:

$\Delta x\Delta p\geq {\frac {\hbar }{2}}+\beta \Delta p^{2}$

В этом уравнении $\Delta x$ и $\Delta p$ обозначают неопределенности положения и импульса соответственно. Термин $\hbar$ представляет собой приведенную постоянную Планка, а $\beta$ — это параметр, который воплощает минимальную шкалу длины, предсказанную GUP. ГУП – это больше, чем просто теоретическая диковинка; это означает краеугольную концепцию в стремлении объединить квантовую механику с общей теорией относительности. Он постулирует абсолютную минимальную неопределенность в положении частиц, аппроксимируемую планковской длиной, подчеркивая ее значимость в области квантовой гравитации и теории струн, где ожидаются такие минимальные масштабы длины. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Различные теории квантовой гравитации, такие как теория струн, петлевая квантовая гравитация и квантовая геометрия, предлагают обобщенную версию принципа неопределенности (GUP), которая предполагает наличие минимальной измеримой длины. В более ранних исследованиях было введено несколько форм GUP. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} ^{[ 5 ]} ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} ^{[ 10 ]} ^{[ 11 ]} ^{[ 12 ]}

Наблюдаемые последствия

Феноменологические и экспериментальные последствия GUP были изучены в контексте низких и высоких энергий, включая атомные системы, ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} квантовые оптические системы, ^{[ 15 ]} детекторы гравитационного стержня, ^{[ 16 ]} гравитационная декогеренция, ^{[ 17 ]} и макроскопические гармонические осцилляторы, ^{[ 18 ]} далее распространяется на составные частицы, ^{[ 19 ]} астрофизические системы ^{[ 20 ]}

См. также

Принцип неопределенности

Ссылки

^ Хоссенфельдер, Сабина (2013). «Сценарии квантовой гравитации в масштабе минимальной длины» . Живые обзоры в теории относительности . 16 (1): 2. arXiv : 1203.6191 . Бибкод : 2013LRR....16....2H . дои : 10.12942/lrr-2013-2 . ПМЦ 5255898 . ПМИД 28179841 .
^ Адлер, Рональд Дж.; Сантьяго, Дэвид И. (1999). «О гравитации и принципе неопределенности». Буквы по современной физике А. 14 (20): 1371–1381. arXiv : gr-qc/9904026 . Бибкод : 1999МПЛА...14.1371А . дои : 10.1142/S0217732399001462 . S2CID 23960215 .
^ Снайдер, Хартленд С. (1 января 1947 г.). «Квантованное пространство-время». Физ. Преподобный . 71 (1): 38–41. Бибкод : 1947PhRv...71...38S . дои : 10.1103/PhysRev.71.38 . {{cite journal}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )
^ Амати, Д.; Чиафалони, М.; Венециано, Г. (1989). «Можно ли исследовать пространство-время ниже размера строки?» . Буквы по физике Б. 216 (1–2): 41–47. Бибкод : 1989PhLB..216...41A . дои : 10.1016/0370-2693(89)91366-X .
^ Гарай, ЖЖ (1995). «Квантовая гравитация и минимальная длина». Международный журнал современной физики А. 10 (2): 145–166. arXiv : gr-qc/9403008 . Бибкод : 1995IJMPA..10..145G . дои : 10.1142/S0217751X95000085 .
^ Скардигли, Ф. (1999). «Обобщенный принцип неопределенности в квантовой гравитации на основе мысленного эксперимента с микрочерной дырой». Буквы по физике Б. 452 (1–2): 39–44. arXiv : hep-th/9904025 . Бибкод : 1999PhLB..452...39S . дои : 10.1016/S0370-2693(99)00167-7 .
^ Брау, Ф. (1999). «Соотношение неопределенности минимальной длины и атом водорода». Журнал физики A: Математический и общий . 32 (44): 7691–7696. arXiv : Quant-ph/9905033 . Бибкод : 1999JPhA...32.7691B . дои : 10.1088/0305-4470/32/44/308 .
^ Кемпф, А.; Мангано, Дж.; Манн, РБ (1995). «Представление в гильбертовом пространстве соотношения неопределенности минимальной длины». Физический обзор D . 52 (2): 1108–1118. arXiv : hep-th/9412167 . Бибкод : 1995PhRvD..52.1108K . дои : 10.1103/PhysRevD.52.1108 . ПМИД 10019328 .
^ Маджоре, М. (1993). «Обобщенный принцип неопределенности в квантовой гравитации». Буквы по физике Б. 304 (1–2): 65–69. arXiv : hep-th/9301067 . Бибкод : 1993PhLB..304...65M . дои : 10.1016/0370-2693(93)91401-8 .
^ Капоцциелло, С.; Ламбиасе, Г.; Скарпетта, Г. (1999). «Обобщенный принцип неопределенности из квантовой геометрии». Международный журнал теоретической физики . 39 (1): 15–22. дои : 10.1023/A:1003634814685 .
^ Тодоринов В.; Боссо, П.; Дас, С. (2019). «Релятивистский обобщенный принцип неопределенности». Анналы физики . 405 : 92–100. arXiv : 1810.11761 . Бибкод : 2019АнФиз.405...92Т . дои : 10.1016/j.aop.2019.03.014 .
^ Али, А.Ф.; Дас, С.; Вагенас, ЕС (2009). «Дискретность пространства из обобщенного принципа неопределенности». Буквы по физике Б. 678 (5): 497–499. arXiv : 0906.5396 . Бибкод : 2009PhLB..678..497A . дои : 10.1016/j.physletb.2009.06.061 .
^ Али, А.Ф., Дас, С. и Вагенас, ЕС (2011). «Предложение по тестированию квантовой гравитации в лаборатории». Physical Review D, 84(4), 044013. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.84.044013.
^ Дас, С. и Вагенас, ЕС (2008). «Универсальность поправок квантовой гравитации». Physical Review Letters, 101(22), 221301. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.221301.
^ Пиковски И., Ваннер М.Р., Аспельмейер М., Ким М.С. и Брукнер Ч. (2012). «Исследование физики планковского масштаба с помощью квантовой оптики». Физика природы, 8(5), 393-397. http://dx.doi.org/10.1038/nphys2262
^ Марин, Ф. и др. (2014). «Детекторы гравитационного стержня устанавливают ограничения на макроскопические переменные в физике планковского масштаба». Физика природы, 9(1), 71-73. http://dx.doi.org/10.1038/nphys2503
^ Петруцциелло, Л., и Иллюминаты, Ф. (2021). «Квантовая гравитационная декогеренция из-за флуктуации минимальной длины и параметра деформации в масштабе Планка». Nature Communications, 12, 4449, arXiv:2011.01255 [gr-qc], http://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-24711-7 .
^ Бавадж, М. и др. (2015). «Исследование деформированных коммутаторов макроскопическими гармоническими генераторами». Nature Communications, 6, 7503 http://dx.doi.org/10.1038/ncomms8503 .
^ Кумар, СП, и Пленио, МБ (2020). «Динамика сложных частиц в квантовых оптических системах». Nature Communications, 11, 3900, arXiv:1908.11164 [quant-ph], http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-17518-5 .
^ Морадпур, Х., Зиаи, А.Х., Гаффари, С., и Фелеппа, Ф. (2019). «Обобщенные и расширенные принципы неопределенности и их влияние на массу Джинса». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 488, L69, arXiv:1907.12940 [gr-qc], http://dx.doi.org/10.1093/mnrasl/slz098 .

Внешние ссылки

Научные статьи по обобщенному принципу неопределенности

[Sabi-1] Хоссенфельдер, Сабина (2013). «Сценарии квантовой гравитации в масштабе минимальной длины» . Живые обзоры в теории относительности . 16 (1): 2. arXiv : 1203.6191 . Бибкод : 2013LRR....16....2H . дои : 10.12942/lrr-2013-2 . ПМЦ 5255898 . ПМИД 28179841 .

[Adler-2] Адлер, Рональд Дж.; Сантьяго, Дэвид И. (1999). «О гравитации и принципе неопределенности». Буквы по современной физике А. 14 (20): 1371–1381. arXiv : gr-qc/9904026 . Бибкод : 1999МПЛА...14.1371А . дои : 10.1142/S0217732399001462 . S2CID 23960215 .

[Snyder1947-3] Снайдер, Хартленд С. (1 января 1947 г.). «Квантованное пространство-время». Физ. Преподобный . 71 (1): 38–41. Бибкод : 1947PhRv...71...38S . дои : 10.1103/PhysRev.71.38 . {{cite journal}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )

[Amati1989-4] Амати, Д.; Чиафалони, М.; Венециано, Г. (1989). «Можно ли исследовать пространство-время ниже размера строки?» . Буквы по физике Б. 216 (1–2): 41–47. Бибкод : 1989PhLB..216...41A . дои : 10.1016/0370-2693(89)91366-X .

[Garay1995-5] Гарай, ЖЖ (1995). «Квантовая гравитация и минимальная длина». Международный журнал современной физики А. 10 (2): 145–166. arXiv : gr-qc/9403008 . Бибкод : 1995IJMPA..10..145G . дои : 10.1142/S0217751X95000085 .

[Scardigli1999-6] Скардигли, Ф. (1999). «Обобщенный принцип неопределенности в квантовой гравитации на основе мысленного эксперимента с микрочерной дырой». Буквы по физике Б. 452 (1–2): 39–44. arXiv : hep-th/9904025 . Бибкод : 1999PhLB..452...39S . дои : 10.1016/S0370-2693(99)00167-7 .

[Brau1999-7] Брау, Ф. (1999). «Соотношение неопределенности минимальной длины и атом водорода». Журнал физики A: Математический и общий . 32 (44): 7691–7696. arXiv : Quant-ph/9905033 . Бибкод : 1999JPhA...32.7691B . дои : 10.1088/0305-4470/32/44/308 .

[Kempf1995-8] Кемпф, А.; Мангано, Дж.; Манн, РБ (1995). «Представление в гильбертовом пространстве соотношения неопределенности минимальной длины». Физический обзор D . 52 (2): 1108–1118. arXiv : hep-th/9412167 . Бибкод : 1995PhRvD..52.1108K . дои : 10.1103/PhysRevD.52.1108 . ПМИД 10019328 .

[Maggiore1993-9] Маджоре, М. (1993). «Обобщенный принцип неопределенности в квантовой гравитации». Буквы по физике Б. 304 (1–2): 65–69. arXiv : hep-th/9301067 . Бибкод : 1993PhLB..304...65M . дои : 10.1016/0370-2693(93)91401-8 .

[Capozziello1999-10] Капоцциелло, С.; Ламбиасе, Г.; Скарпетта, Г. (1999). «Обобщенный принцип неопределенности из квантовой геометрии». Международный журнал теоретической физики . 39 (1): 15–22. дои : 10.1023/A:1003634814685 .

[Todorinov2019-11] Тодоринов В.; Боссо, П.; Дас, С. (2019). «Релятивистский обобщенный принцип неопределенности». Анналы физики . 405 : 92–100. arXiv : 1810.11761 . Бибкод : 2019АнФиз.405...92Т . дои : 10.1016/j.aop.2019.03.014 .

[Ali2009-12] Али, А.Ф.; Дас, С.; Вагенас, ЕС (2009). «Дискретность пространства из обобщенного принципа неопределенности». Буквы по физике Б. 678 (5): 497–499. arXiv : 0906.5396 . Бибкод : 2009PhLB..678..497A . дои : 10.1016/j.physletb.2009.06.061 .

[13] Али, А.Ф., Дас, С. и Вагенас, ЕС (2011). «Предложение по тестированию квантовой гравитации в лаборатории». Physical Review D, 84(4), 044013. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.84.044013.

[14] Дас, С. и Вагенас, ЕС (2008). «Универсальность поправок квантовой гравитации». Physical Review Letters, 101(22), 221301. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.221301.

[15] Пиковски И., Ваннер М.Р., Аспельмейер М., Ким М.С. и Брукнер Ч. (2012). «Исследование физики планковского масштаба с помощью квантовой оптики». Физика природы, 8(5), 393-397. http://dx.doi.org/10.1038/nphys2262

[16] Марин, Ф. и др. (2014). «Детекторы гравитационного стержня устанавливают ограничения на макроскопические переменные в физике планковского масштаба». Физика природы, 9(1), 71-73. http://dx.doi.org/10.1038/nphys2503

[17] Петруцциелло, Л., и Иллюминаты, Ф. (2021). «Квантовая гравитационная декогеренция из-за флуктуации минимальной длины и параметра деформации в масштабе Планка». Nature Communications, 12, 4449, arXiv:2011.01255 [gr-qc], http://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-24711-7 .

[18] Бавадж, М. и др. (2015). «Исследование деформированных коммутаторов макроскопическими гармоническими генераторами». Nature Communications, 6, 7503 http://dx.doi.org/10.1038/ncomms8503 .

[19] Кумар, СП, и Пленио, МБ (2020). «Динамика сложных частиц в квантовых оптических системах». Nature Communications, 11, 3900, arXiv:1908.11164 [quant-ph], http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-17518-5 .

[20] Морадпур, Х., Зиаи, А.Х., Гаффари, С., и Фелеппа, Ф. (2019). «Обобщенные и расширенные принципы неопределенности и их влияние на массу Джинса». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 488, L69, arXiv:1907.12940 [gr-qc], http://dx.doi.org/10.1093/mnrasl/slz098 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]