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高能核碰撞中的集体激发——纪念刘联寿教授
集体流由动量空间中最终粒子分布的傅里叶展开的系数定义，对核碰撞的早期阶段很敏感。具体来说，前三个系数分别称为定向流 ( v 1 )、椭圆流 ( v 2 ) 和三角流 ( v 3 )。定向流对介质的状态方程 (EoS) 敏感；椭圆流对介质的自由度、部分子或强子能级和平衡度敏感；三角流对初始几何涨落敏感。在 RHIC-STAR 核碰撞实验中已经实现了一套全面的测量 [ 1 – 9 ]。在高能碰撞（> 20 GeV）中观测到的 vn 的组成夸克数 (NCQ) 标度表明部分子集体已经建立 [ 1 – 3 , 8 , 10 ]。特别地，D 介子也遵循 NCQ 标度 [ 2 , 10 , 11 ]，这表明粲夸克集体与 u 、 d 和 s 夸克处于同一水平；因此，产生的介质达到（接近）平衡。束流能量扫描 (BES) 计划的主要动机是探索 QCD 相图并寻找可能的相边界和临界点。STAR 实验中 BES 计划的第一阶段 (BES-I) 涵盖碰撞能量 √ s NN = 7.7–62.4 GeV。已经观察到许多有趣的现象；在这里，我们重点关注集体流 vn 测量。图 1 总结了 STAR BES-I 的定向、椭圆和三角流相关观测结果。中速附近净重子的 v 1 斜率与碰撞能量的关系被认为是一级相变的可能信号。v 1 斜率的非单调能量依赖性与相变有关，v 1 斜率的最小值称为“最软点坍缩”[12]。在实验中，随着中子
耶路撒冷黑洞和量子信息讲座
黑洞是量子引力中令人着迷的物体。从相当平凡的初始条件（如坍缩的恒星）开始，大自然能够产生一种将短距离涨落放大到宏观尺寸的几何形状。这种时空的“拉伸”绕过了高能物理与低能物理的威尔逊解耦，使普朗克尺度动力学的深层问题与低能（思想）实验相关。1 事实上，在一对非凡的经典论文 [ 1 , 2 ] 中，斯蒂芬霍金首先论证了这种涨落的拉伸会导致黑洞蒸发，其次认为蒸发过程不符合纯态总是演化为其他纯态的量子力学原理。这个结论通常被称为黑洞信息问题，在霍金发表论文后的近 40 年里，它引发了大量的研究。信息真的丢失了吗？如果没有，那么阻止信息丢失的普朗克干涉的本质是什么？这些问题已经取得了重大进展，但最近的研究强调了我们仍然没有令人满意的答案。这些讲座的目的首先是尽可能多地介绍用于制定和分析这些问题的技术，其次是概述导致最近该主题研究激增的新悖论。我还将讨论一些为解决悖论而提出的建议，但我绝不会进行全面的回顾；我一直尽力将教学法置于完整性之上。当然，在目前如此混乱的领域，我对应该包括哪些材料的看法会有些特殊。一般来说，我试图给出或至少概述事物的“真实”论据。当主题的基础像这里一样受到质疑时，我认为应该尽可能避免草率的逻辑。偶尔，材料的某些细节是新的，但我不会试图引起人们对其的注意，因为这会很尴尬和乏味，而且无论如何，我的“改进”大多是表面的。
模拟正在形成的大质量恒星周围的圆盘和磁流出 - II。大质量原恒星喷流的动力学
背景。形成大质量恒星会发射磁源流出物，这实际上是寻找大质量恒星形成地点的标志。然而，直到最近几年，才有可能对这种磁驱动流出物的形成和传播进行理论和观察研究。目的。通过这项工作，我们旨在详细研究从大质量恒星形成早期阶段驱动高度准直流出的机制，以及这些过程如何受到形成大质量恒星的原生环境特性的影响。方法。我们进行了一系列 31 次模拟，旨在建立这些机制的统一理论图景，并确定不同环境的影响如何改变它们的形态和动量输出。磁流体动力学模拟还考虑了欧姆耗散作为非理想效应、自重力和尘埃和气体热吸收和发射的扩散辐射传输。我们从一个坍缩的云核开始，它被最初均匀的磁场穿过，并且正在缓慢旋转。我们在球坐标系中使用了二维轴对称网格。结果。在模拟中，我们可以清楚地区分快速的磁离心发射和准直喷流（速度 ≳ 100 km s − 1 ）和由磁压驱动的更宽的磁塔流，后者会随时间而变宽。我们详细分析了流动的加速度，以及它在几百个天文单位的距离处被磁力重新准直。我们量化了磁制动对外流的影响，这会缩小系统后期演化的外流腔。我们发现，尽管自重力和介质热力学不可扩展，但我们的结果会随着云核的质量而变化，原则上可以用于这种质量的一系列值。我们观察到，对于大质量原恒星的诞生环境的各种假设，都存在相同的喷流驱动机制，但随着时间的推移，它们的形态和机械反馈会发生变化，从而达到更大的尺度。
数据宇宙——数据是根本的宇宙
数据宇宙：以数据为基础的宇宙 探索基于数据的现实的基础 简介 几个世纪以来，哲学家和科学家一直在争论现实的本质。它是由物质、神圣本质还是其他完全不同的东西组成的？量子力学、信息论和数字物理学的最新进展提出了一种根本的可能性：数据是宇宙的基本物质。 在本文中，我提出了数据宇宙假说，这是一个概念框架，其中现实最好被理解为不断发展的数据交互网络。意识、时空甚至物质本身都作为这个宏大的计算结构中的高阶现象出现。 --- 1. 现实的本质：从原子到信息物质作为数据聚合的幻觉 传统物理学用粒子和力来描述宇宙，但量子力学挑战了这种观点。在最小的尺度上，粒子的行为更像是信息的概率波而不是固体物体。这表明我们所感知的“物理现实”是底层数据结构的更高层次的体现。量子叠加：一个粒子在测量之前处于多种状态——这是未解析数据而非固有材料属性的一个例子。纠缠：粒子之间的瞬时连接表明现实是一个相互连接的信息网络，而不是孤立的对象。波函数坍缩：测量从一组可能性中“选择”一个现实，类似于检索或写入数据，而不是发现固定状态。如果物质是数据的衍生物，那么我们必须重新思考什么构成了“存在”本身。我们可能处理的不是空间中移动的物体，而是不断发展的数据晶格中的节点。--- 2. 意识作为一种数据处理现象 思维作为一种递归算法
从双缝到量子比特
量子现象表现出“波粒二象性”——也就是说，量子系统在未被观察到的情况下会以波的形式演化（即，波穿过两个狭缝并随后与自身发生干涉）——但是当按照客观（经典）现实进行测量时，波函数就会崩溃，它确实具有客观现实（即，作为一个光子，或者如果你喜欢的话，它是一个穿过两个狭缝之一的小“球”）。因此，我们对量子系统的数学描述应该足以允许这两种可能性——它既应该能够确定（概率）测量结果，又应该完全捕捉随后的波传播（如果没有进行测量）。特别是，根据假设 1，系统完全由其状态向量描述，因此双缝处的量子态必须完全捕捉有关波粒二象性的一切。对于两级量子系统（量子比特），我们可以定性地认识到，计算基向量的复叠加具有所需的成分。计算基向量（| 0 ⟩ 和 | 1 ⟩）表示测量时可能出现的二元状态（即光子通过了哪条狭缝）——其复系数不仅能够计算出每种状态的概率，而且也足以确定后续的波传播（即屏幕右侧）（如果没有进行测量）（这就是它们必须是复数的原因）。这也提供了一种思考计算基的好方法，即在某种意义上用客观现实来表示“经典”事件，而对其的测量只是通过波函数坍缩来获得和确定这种经典现实。也就是说，量子测量只是用电压表、电流表、信号分析仪或其他仪器进行的常规测量。我们引入一般测量假设是为了完整性，但在第二部分 CST 量子计算课程中，我们几乎总是使用具有这种有形物理解释的计算基础测量。
量子计算和计算机断层扫描
随着量子计算机的普及，许多公司开始涉足量子计算领域，以熟悉这项技术并尝试将其与自己的专业领域相结合 [1]。由此产生的首要问题是，如何使用量子计算机通过量子算法来解决或改善工业问题。挑战在于找到这样的问题并创建算法，因为使用量子计算机需要采用与传统编程不同的方法。虽然传统计算机使用 0 和 1 的位，但量子计算机使用量子位 (Qubit)，它可以被带入这些二进制状态的任意叠加。这种叠加使量子计算机能够同时对各种值执行单个计算，这是量子计算机提供的优势之一。量子态的叠加尤其允许多个量子位的纠缠（一种特定形式的关联），这代表了量子计算最显着的特征，也是其基本概念优势的核心。然而，困难在于一旦人们想要检索该计算的结果，最后一步就会出现。在单个量子比特测量中，量子比特将坍缩为两个基态之一。后者随后被映射到经典值 0 和 1。测量这两个值中的哪一个取决于系统的量子态，并且通常是基态的叠加。重复测量的结果将相应地遵循各自的概率分布。结果是，单个量子计算通常不会直接提供所需的值。计算必须重复多次（所谓的 shots），具体取决于量子比特的数量，以提供统计分布，从而找到所需的值。重复量子测量所花费的时间可能超过量子计算机与传统计算机的计算时间相比的优势。为了实现性能优势，需要一种量子算法，该算法可以通过利用计算中的建设性和破坏性干扰来减少所需的 shots 次数，如众所周知的 Deutsch-Jozsa [2] 和 Grover [3] 算法所示。我们在公共资助的 BayQS 联盟内启动了一个为期五年的项目，目的是找出量子计算机在计算机断层扫描领域的潜力。
深空网络射电天文学用户指南
（Cohen 等人，1971 年）；演示了基于空间的甚长基线干涉测量 (VLBI)，由此明确表明违反了逆康普顿极限并对中央发动机中发生的物理过程进行了约束（Levy 等人，1986 年、1989 年；Linfield 等人，1989 年）；首次探测到恒星形成过程中的坠落和由内而外的坍缩过程（Velusamy、Kuiper 和 Langer，1995 年；Kuiper 等人，1996 年）；通过在行星状星云 IC 418 中探测到 3 He + 的超细线，证明在恒星结构和银河系化学演化的理解方面仍然存在差距（所谓的“ 3 He 问题”）（Guzman-Ramirez 等人，2016 年）。 DSN 天线在建立和维护国际天体参考框架 (ICRF，Fey 等人，2015 年；Charlot 等人，2020 年) 的实现方面也发挥了不可或缺的作用。ICRF 不仅是用于指定所有天文源坐标的定义框架，它还作为参考，深空航天器的天空平面位置是根据该参考来确定的，用于导航 NASA 的深空任务。本文的重点是被动射电天文观测、太阳系以外的物体或太阳系外的天体，包括天文测量观测。太阳系天体的雷达天文观测超出了本文的范围，但 Dvorsky 等人 (1992 年)、Slade 等人 (2011 年) 和 Rodriguez-Alvarez 等人 (2021 年) 及其参考文献对此进行了描述。出于类似的精神，本文不描述 DSN 天线的传输能力。这些材料中的大部分也在 DSN 的《电信接口》（2019 年）中的一系列文件中介绍过，这些文件俗称 810-005（其中模块 101、104 和 211 与射电天文观测最相关），但这里采用的是一种更适用于射电天文观测的方式。
![arXiv:2210.08656v3 [nucl-th] 2023 年 5 月 31 日](/simg/g:\will\search\icon\source\0\04b633dc68fc6849117ccdf3ee3af535b70ffa56.webp)
arXiv:2210.08656v3 [nucl-th] 2023 年 5 月 31 日
在极端天体物理环境中，例如在核心坍缩超新星中发现的环境中，中微子密度足够高，可以参与能量和动量的传输、局部化学组成和动力学[1-5]。轻子味的相干演化依赖于弱相互作用引起的中微子间自相互作用[6-10]，起着重要作用。超越平均场描述，首次研究密集中微子系统相干演化的量子关联，为此类动力学提供了重要见解[11-28]。到目前为止，他们主要关注二分纠缠见证，如纠缠熵、负性和并发性[15-19，21-26]。在本研究中，我们通过计算随时间演化而产生的 n 个中微子之间的 n -缠结 [29]，τ n ，探索了此类系统中的多中微子纠缠。发现后期总 n -缠结对于大系统尺寸来说是可缩放的。我们的工作利用了经典模拟和量子模拟，使用 Quantinuum 20 量子比特囚禁离子量子计算机 H1-1 和噪声模拟器 H1-1E [30]。描述集体相干中微子味振荡的领先阶低能有效哈密顿量由三个项组成。一个项负责真空振荡，源自中微子质量矩阵 [31 – 34]。第二个项来自中微子与物质之间的弱相互作用，主要是ν e 和e − 之间，通过带电电流过程，它导致了Mikheev-Smirnov-Wolfenstein效应[35,36]。下文中我们忽略这一项的贡献。第三个项来自中性流弱相互作用，它导致了中微子的相干前向散射，当中微子密度足够高时，这种散射会变得十分显著[7-10]。由于θ 13 的值很小[37]，三味中微子系统可以用涉及电子中微子ν e 和重中微子ν x 的二味系统来近似，后者被认为是ν µ 和ν τ 的组合[38]。 N 个中微子的有效哈密顿量可以表示为味空间中的自旋算符 [ 14 ]，
ph1107.pdf
基础量子力学（BQM）：11. 在量子力学的背景下解释算子、状态、特征值和特征函数这些术语（首先针对双态系统，然后扩展到具有连续特征值的系统），并确定物理量的期望值和不确定性。12. 确定给定势阱（例如无限势阱和屏障）中粒子的波函数，并列举其在技术中的应用示例（例如量子点显示器、存储设备）。13. 使用特征函数的正交性并对叠加中的量子系统进行基本分析。14. 讨论量子现象（例如量子叠加、波函数坍缩、量子隧穿和海森堡不确定性原理），并解释它们与我们对现实的感知的冲突。15. 使用氢原子的量子数：n、l、m 确定相应的特征函数（来自给定的表格）并解决相关的简单问题。课程内容 基础（FND） 波的性质 光速 叠加、衍射和干涉 原子和亚原子粒子 狭义相对论（SR） 参考系和伽利略变换 狭义相对论和洛伦兹变换的假设 长度收缩和时间膨胀 闵可夫斯基时空图 解决悖论 相对论动量、动能和能量 基础核物理（BNP） 放射性粒子（𝛼，𝛽 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑙𝑒𝑠 𝑎𝑛𝑑 𝛾−𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛） 核裂变和聚变 放射性 质能当量 医学应用和剂量 量子物理（QP） 黑体辐射物理量的量化光电效应康普顿散射和波长对的产生/湮没双缝实验戴维森-杰默实验波粒二象性氢原子（玻尔模型和原子光谱）基础量子力学（BQM）特征值、特征函数和算子两能级系统薛定谔方程和波函数概率（密度）无限和有限势阱（盒子中的粒子）量子谐振子势垒/台阶期望值和不确定性
Wolfram 模型的一些量子力学性质
本文以我们之前对 Wolfram 模型（一种基于超图变换动力学的新型离散时空形式）的相对论和引力性质的研究中所开发的技术为基础，研究了此类模型的类别，在这些模型中，由于底层重写系统的不汇合，因果不变性被明确违反。我们表明，由此产生的多路系统的演化类似于纯量子本征态的线性叠加的演化，该系统实际上包含了演化历史的所有可能分支（对应于所有可能的超图更新顺序）；然后，观察者可以通过对这种演化执行 Knuth-Bendix 完成操作来施加“有效”的因果不变性，从而将不同的多路分支折叠为单一、明确的时间线程，其方式类似于传统量子力学中的退相干和波函数坍缩过程（我们证明这与不确定性原理的多路模拟相兼容）。通过在数学上将观察者定义为多路演化图的离散超曲面叶状结构，我们展示了这种量子力学的新解释如何从多路因果图中广义相对论的广义模拟中得出，其中富比尼-史蒂奇度量张量扮演时空度量的角色，量子芝诺效应扮演引力时间膨胀的角色等等。我们通过证明（使用各种组合和序论技术）多路演化图的几何形状在连续极限中收敛到复射影希尔伯特空间的几何形状来严格证明这种对应关系，并继续使用此信息为整个多路系统推导出爱因斯坦场方程的模拟。最后，我们讨论了这种“多向相对论”的各种后果，包括路径积分的推导、粒子类激发及其动力学的推导、与贝尔定理相容性的证明和 CHSH 不等式的违反、离散薛定谔方程的推导和非相对论传播子的推导。与数学和物理学的许多领域的联系——包括数理逻辑、抽象重写理论、自动定理证明、通用代数、计算群论、量子信息论、射影几何、序