在量子物理学中存在因果效应！时空“量子涨落

在当前的量子场论中，因果关系通常被定义为用于分离类空间的场转置的消失。来自马萨诸塞大学和里约热内卢联邦农村大学的两名研究人员现在进行了一项研究，以讨论和综合量子场论中因果关系的一些关键方面。他们的研究发表在《物理评论快报》杂志上。这个理论通常被称为“二次引力”。进行这项研究的研究人员之一约翰·多诺霍说：就像标准模型一样，二次引力是一种可重整化的量子场论，但它有一些特殊的性质。

因果关系的小违规就在其中最重要的是，研究目标是更好地理解这一点。在这个过程中，研究人员意识到一些见解更具普遍性。 Donoghue 和 Gabriel Meneze 的这篇研究论文综合了因果关系的许多不同方面，这些方面几十年来一直是量子场论的一部分。人们意识到某些理论中可能存在微观因果冲突，这可以追溯到 1960 年代，尤其是物理学家 T.D.Lee 和 G.C.Wick 的研究。迄今为止，大多数关于因果关系的理论讨论，尤其是“时间之箭”，都断言物理定律对时间的流动没有偏好。

然而，这个特定的假设确实不适用于量子物理学。量子物理学中有因果效应的方向。 i 在量化过程中的各种因素都与因果关系的方向有关，这就导致了量子物理学中的“因果箭头”。这种联系不常被讨论。 Donoghue 和 Meneze 对这样一个事实很感兴趣，即也适用于经典物理学的宏观因果关系是由于量子理论的基本结构。因此，在他们的研究论文中，进一步研究了因果关系的这一特定方面，以深入了解其含义。在同一理论中可能存在因果关系的相反箭头的想法更加模糊。

然而，它发生在一个非常简单的环境中，理论拉格朗日函数比平常具有更多的导数。这就是“二次引力”中发生的情况，但它也可能发生在其他理论中。虽然因果影响的方向与时间测量描述的选择有关，但它的存在是基于量子物理定律的必然要求。在这种情况下，Donoghue 和 Meneze 观察到相互冲突的约定可能会违反因果箭头。也许这项研究最重要的意义是收集由时间和空间波动引起的因果不确定性的证据。

这种波动可能出现在量子引力理论，这将为我们提供对因果关系起源的深刻而直观的理解。大约十年前，奥康奈尔、格林斯坦和怀斯根据西德尼科尔曼的一系列讲座进行了一项研究。在混合因果箭头散射过程的波包描述中，可以验证从生产时间开始比预期更早地检测到衰减产品，并且相关的检测概率随时间呈指数下降。在研究中，Donohue 和 Mene Seth 进一步测试了这个想法。尽管奥康奈尔及其同事和其他研究小组提出的想法在理论上是可以观察到的。

但是在重力的情况下，这种现象与实验并不冲突，因为这种现象发生在普朗克尺度的能级，比 LHC 可用的能量范围大 15 个数量级。新研究提供了关于因果关系和因果箭头的一般性和有价值的讨论，特别关注给定理论如何同时具有向前和向后箭头。本次讨论涉及场论中时间反转的话题，可为各种物理研究提供参考。这也有助于证明“二次引力”的量子理论，该理论仍有许多悬而未决的问题。

总的来说，在个别物理理论中实际上可以混合约定，未来的研究应该进一步探索这个话题。研究人员目前正在开展一个项目，以全面探索由于引力场中的量子涨落导致的因果不确定现象。关于将量子引力描述为可重整化的量子场论，需要解决一些技术问题。其中之一是关于弯曲背景下“二次重力”的稳定性。其他研究人员已经对此进行了研究，并希望这些也能成为未来研究的一部分。无论如何，最有趣的研究将是研究早期宇宙中因果不确定性的影响。

博科园｜版权所有？Science X Network/Ingrid Fadelli,Phys

参考期刊《Physics Review Letters》

DOI : 10.1103 /

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文章来源：《大学物理》 网址: http://www.dxwlzz.cn/zonghexinwen/2021/0909/815.html