寻找一个将广义相对论和量子理论融为一体的理论框架已被证明是物理学中最困难的任务之一。这一追求背后的一个普遍假设是引力本身必须具有量子性质。事实上,有人从多个角度反对以量子方式处理物质场而以经典方式处理引力的方案 [1, 2]。然而,这些论点被发现没有预想的那么令人信服(例如,参见 [3, 4, 5])。很明显,关于引力基本性质的最终裁决必须以量子理论和引力都发挥重要作用的情况下的实验证据为基础。标准预期是,这种情况只会出现在涉及极高能量的现象中,或者当曲率值接近普朗克尺度(即 R ∼ 1 /m 2 p)时——这两种情况目前都远远超出了我们的经验范围。然而,最近有提案在桌面实验中寻找引力的可能量子行为,[6, 7]。与此同时,也有提案提出,通过探索涉及与需要量子力学处理的状态下的物质源相关的引力场的思想实验,可能会获得有用的提示,[8, 9]。后一种方法的具体实例已在 [10, 11, 12] 中进行了详细探讨。所考虑的思想实验涉及两个观察者:一个控制放置在两个空间位置的量子叠加中的粒子,另一个决定是否允许第二个粒子对其与第一个粒子的(电磁或引力)相互作用作出反应。这种设置使得粒子之间的相互作用似乎会阻止
运动和保护定律法律:参考框架,牛顿运动定律,工作和能量定律,均匀的循环运动,能量和动力的保护。保守和非保守力量,火箭运动,中央力场运动的运动,开普勒的行星运动定律,牛顿的重力定律,引力场,潜在的和潜在的能量,潜在的能量,引力电位和球形壳的场强度。卫星,全球定位系统(GPS)的基本思想。旋转运动:颗粒系统,质量中心,角速度和动量,扭矩,角动量的保护,运动方程,惯性矩,平行和垂直轴的定理,杆的惯性矩,杆的惯性矩,矩形层,圆形层,圆形,固体,固体,固体壳,螺旋壳的能量,旋转,旋转,旋转。流体:表面张力和表面能,表面跨表面的压力过大:在球形滴和气泡上,表面张力随温度变化-Jaeger的方法。粘度:液体流动,连续性方程,流体能量,伯诺利定理,Poiseuille的方程和方法,以确定粘度系数,具有温度弹性的液体粘度的变化:Hooke的定律,压力,压力,刺激,弹性势能,弹性模态,弹性的模态,弹性的模态,弹性,弹性的繁殖式,固定的紧迫性,固定的紧迫性,固定的速度,强度,固定的速度,固定的速度,良好的态度在伸展和扭曲电线,在圆柱上扭曲的夫妇,扭曲圆柱体中的应变能量,通过stat和动力学方法(Barton's和Maxwell的针头)确定刚度模量(Barton's and Maxwell's Needle),Torsional Pendulum,Young的模量,横梁的弯曲,Y Y Y Q的确定,以及SEARLE的iTertia Mist and Mist and Searle's Methot。
在广义相对论中,时空的描述依赖于理想化的杆和时钟,它们确定了一个参考系。在任何具体场景中,参考系都与物理系统相关联,而物理系统最终是量子的。因此,物理定律的相对论描述需要考虑这样的量子参考系 (QRF),通过它们可以赋予时空以操作意义。在这里,我们引入了时空量子参考系的概念,它与时空中的量子粒子相关联。这种表述的优点是将空间和时间放在同等地位,并允许我们从另一个量子系统的角度描述一组量子系统的动态演化,其中其余物理系统演化的参数与作为 QRF 的粒子的固有时间相一致。至关重要的是,两个不同 QRF 中的固有时间与标准变换无关,但它们可能相对于另一个处于量子叠加态。具体来说,我们考虑一个弱引力场中的 N 个相对论量子粒子系统,并引入一个永恒公式,其中 N 个粒子的全局状态似乎“冻结”,但动态演化以关系量的形式恢复。粒子的位置和动量希尔伯特空间用于通过变换到粒子的局部框架来固定 QRF,使得度量在 QRF 的原点处是局部惯性的。内部希尔伯特空间对应于时钟空间,它在粒子的局部框架中保持适当的时间。得益于这种完全关系的构造,我们展示了从 QRF 的角度看,剩余粒子如何在关系变量中动态演化。这里提出的构造包括当忽略外部自由度时非相互作用时钟的 Page-Wootters 机制。最后,我们发现可以在 QRF 中观察到引力红移的量子叠加和特殊相对论时间膨胀的量子叠加。
量子力学是 20 世纪最成功的科学理论之一,它忠实地模拟了微观世界的现象。其最显著的特征——纠缠 [1] 和波粒二象性 [2]——的体现需要精确准备系统的状态并检测单个粒子。基于电磁相互作用的量子工程合适设备最近才出现。在理论方面,精确控制量子态的可能性催生了量子信息理论 [3]。将纠缠和相干性视为资源 [4] 引发了诱人的技术前景,包括量子计算 [5]、量子密码学 [6] 和量子传感 [7]。与此同时,量子场论源于量子力学与狭义相对论 [8] 的统一。它是粒子物理学标准模型的核心,为研究高能现象提供了极其精确的框架。量子理论的巨大成功引发了人们对其普遍性和有效性极限的质疑。是否存在一种违背基本量子原理的“后量子”理论?如果是这样,它将在哪种物理状态下显现?这些问题已从许多不同的角度展开。其中之一,早在 1960 年由路易·德布罗意 [9] 概述,假设对薛定谔方程进行非线性修正 [10, 11],可能还修改了玻恩规则 [12, 13]。一类相关的理论寻求量子波函数坍缩背后的客观机制 [14]。最近发展出的一种独特策略基于非局域关联的可能性,这种关联比量子力学预测的关联更强 [15, 16, 17, 18]。然而,还有一条不同的路线,即从纯操作的角度将量子理论公理化,这开辟了一个更广泛的所谓广义概率理论框架(见 [19] 及其参考文献)。通常人们认为,如果有任何偏离标准量子理论的东西,那么它们可能与引力场的性质有关 [14]。这一假设指向两个有趣的物理区域。第一个区域由普朗克长度 1.6·10-35 m 量级的极短距离或普朗克能量 1.2·1019 GeV 左右的极大能量决定 [20, 21, 22]。第二种区域涉及尺寸 ≳10-6 m 和质量 ≳106 GeV/ c2 的宏观物体的量子叠加 [14, 23]。迄今为止,尚未有任何探索这两个领域的实验暗示出任何超越标准量子理论的新物理学[24, 25, 26]。