양자 요동

양자 물리학에서 양자 변동(진공 상태 변동 또는 진공 변동으로도 알려져 있음)은 베르너 하이젠베르크의 불확도 원리에 의해 규정된 공간 ^[2]내 한 지점에서 에너지의 양이 일시적으로 랜덤하게 변화하는 것을 말한다.광자에 의해 전달되는 전자력을 나타내는 전기장과 자기장, 약한 힘을 전달하는 W장과 Z장, 강한 ^[3]힘을 전달하는 글루온장 등 소립자를 나타내는 장 값의 미세한 랜덤 변동이다.진공 변동은 항상 입자-반입자 ^[4]쌍으로 생성되는 가상 입자로 나타납니다.에너지원 없이 자연발생하기 때문에 진공변동과 가상입자는 에너지 보존에 위배된다고 한다.이는 이론적으로 입자가 불확도 원리에 의해 정해진 시간 내에 서로 소멸하기 때문에 직접적으로 관측할 ^[4][3]수 없기 때문에 허용된다.불확도 원리는 에너지와 시간의 불확실성은 ${\displaystyle \mathrm{\delta E}}$ ${\displaystyle \delta }$ t${\displaystyle 1\frac{\mathrm{}}{}}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \frac{2}{}}$ ${\$ < $displaystyle \ Delta$ E , \ $Delta$ t \ $geq$\$tfrac {$1$}$ ${$2$}$ \$hbar ~$로 관련지을^[5] 수 있습니다.1/2 인치 ≈ 5.27286 × 10⁻³⁵ Js.즉, 에너지가 ${\displaystyle \delta }$ E$(\displaystyle\Delta$ E$)$이고 수명이 ${\displaystyle \delta }$ t$(\displaystyle\Delta$ t$)$보다 짧은 가상 입자 쌍이 빈 공간에서 지속적으로 생성 및 소멸됩니다.입자가 직접 검출되는 것은 아니지만, 이러한 입자의 누적 효과는 측정할 수 있습니다.예를 들어, 양자 변동이 없다면, 소립자의 "나체" 질량과 전하가 무한할 것이다; 재규격화 이론에서 가상 입자 구름의 차폐 효과는 소립자의 유한 질량과 전하를 담당한다.또 다른 결과는 카시미르 효과이다.진공 변동의 증거가 된 첫 번째 관측 중 하나는 수소의 램 이동이었다.2020년 7월, 과학자들은 LIGO 거울의 위치/모멘텀 불확실성과 ^[6][7][8]반사하는 빛의 광자수/위상 불확실성 사이의 표준 양자 한계 이하의 상관관계를 측정함으로써 거시적 인간 규모의 물체의 움직임에 영향을 미칠 수 있다고 보고했다.

필드 변동

양자장 이론에서 장은 양자 변동을 겪는다.양자장의 양자변동과 열변동(적어도 자유장의 경우, 상호 작용장의 경우, 재규격화는 문제를 상당히 복잡하게 한다)을 합리적으로 명확하게 구별할 수 있다.이 구별의 예는 양자 및 고전적인 클라인-고든 ^[9]필드를 고려함으로써 확인할 수 있다.진공상태에서 양자화된 클라인-고든 필드의 경우 푸리에 변환${\displaystyle {\displaystyle {\stackrel{}{}}_{}}}\delta {\displaystyle {\displaystyle {\stackrel{}{}}_{}}}$ ~${\displaystyle {\displaystyle {}_{}t}}$ ( ${\displaystyle {\displaystyle k}}$$$) \ $displaystyle$ \ $varphi _${ $t$$$（ $x$） } $a$ a a a a a a a for for {\ t φstyle {\ {\ {\ {\ {\ {\ {\ t ( ( {\ {\ {\ {\ {\ {\ {\ ${\$ {\ {\ {\ {\ {\ {\ \ $displaystyle$ \ $t$for \ t${\displaystyle {\displaystyle {}_{}}}$$for$ \ \ \ t （ x ) for \ $displaystyle$ \ $varphi$ _ { t $）$for \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \$$ 될 것

${\displaystyle \rho _{0}[\varphi _{t}=\exp {-{\frac {1}{\hbar}}\int {{d^3}k}{(3\pi)}{\tilde {varphi }}{{t}{\rt k^2}}}}\; {\tilde {\varphi }}_{t}(k)\right]~.}$

반대로 0이 아닌 온도에서 고전적인 클라인-고든 필드의 경우, 한 번에 구성 $\delta {\displaystyle }$ ${\displaystyle {\displaystyle t_{}}}$$$($)(\$$displaystyle$$\varphi$ _${t}(x)}$을 관찰하는 깁스 확률 밀도는 $다음$과 같다$.$

$\displaystyle \rho _{E}[\varphi _{t}=\exp {-H[\varphi _{t}]/k_{\mathrm {B}T]=\exp {\frac {1}{k_{\mathrm {B}T}}}}=\intfrac {\{\d}$

이 확률 분포처럼 온도 변동의 진폭 kBT{\displaystyle k_{\mathrm{B}}T에 의해 통제되는 곳 kB은 Boltzma은 이 분야의 모든 가능한 구성, 양자 요동에 플랑크 상수 ℏ{\displaystyle \hbar}으로 조종하는 진폭과,}, 가능하다 보여 주고 있다.nn은 상수입니다.다음 세 가지 점은 밀접하게 관련되어 있습니다.

1. 플랑크의 상수는 에너지 단위(줄) 대신 작용 단위(줄-초)를 갖는다.
2. 양자 ${\displaystyle \sqrt{커널}}$은 ${\displaystyle \sqrt{{}^{\mathrm{}}}}$ ${\displaystyle \frac{2}{}({}^{\mathrm{}}}$2 + ${\displaystyle {m\mathrm{}}^{}}$2)가 $아닌$ k 2 + m${\displaystyle \sqrt{{}^{}}}{\displaystyle \sqrt{{2\mathrm{}}^{}}}$({$style\display\$style$\frac {1}{2}($$k^{2}+m^{2})$입니다. (양자 커널은 기존의 열 커널 관점에서 로컬이 아닙니다.)전송되는 ^{[citation needed]}신호 있음)
3. 양자 진공 상태는 로렌츠 불변(위에서는 명백하지 않지만)인 반면, 고전 열 상태는 그렇지 않다(고전 역학은 로렌츠 불변이지만 깁스 확률 밀도는 로렌츠 불변 초기 조건이 아니다).

우리는 양자 진공 상태와 같은 확률 밀도를 갖는 고전적인 연속 랜덤 필드를 구성할 수 있다, 그래서 양자장 이론과의 주된 차이는 측정 이론이다. (양자 이론에서의 측정은 고전적인 연속 랜덤 필드에 대한 측정과 다르다, 고전적인 측정이 항상 m이라는 점에서)양자역학적 용어로 말하면 항상 통근할 수 있습니다.)

「 」를 참조해 주세요.

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