Collapse Points Quantum Mechanics

La meccanica quantistica soffre di un problema fondamentale di inconsistenza interna comunemente denominato "problema della misura". Sono stati fatti molti tentativi per risolverlo e, tra questi, le teorie del collasso spontaneo sono un modo promettente per farlo. L'idea principale di tali teorie è modificare la dinamica fondamentale descritta dalla meccanica quantistica in modo che questa modifica sia praticamente trascurabile per i sistemi microscopici ma diventi sempre più importante con la massa del sistema, fornendo un modo coerente per descrivere ogni sistema che va dai microscopici ai macroscopici. Tuttavia, più di quarant'anni dopo l'introduzione dei modelli di collasso spontaneo, non abbiamo ancora un soddisfacente modello relativistico di collasso spontaneo, cioè un modello di collasso spontaneo compatibile con la relatività ristretta nello stesso (o simile) modo in cui la teoria quantistica dei campi rende la meccanica quantistica standard compatibile con la relatività ristretta. Le due teorie di collasso spontaneo più importanti sono i modelli di Ghirardi-Rimini-Weber (GRW) e la Spontaneous Localization Continua (CSL). Il primo associa il collasso spontaneo alle particelle mentre il secondo introduce un rumore fondamentale che disturba la dinamica di Schrödinger dei campi. Il nostro obiettivo è affrontare il problema dello sviluppo di una teoria di collasso relativistica sulla base di un nuovo tipo di modello di collasso spontaneo proposto dal richiedente in un recente preprint, dove è dimostrato che questo nuovo modello si comporta in modo coerente con i modelli GRW e CSL nel regime non relativistico. In questo nuovo modello, i collassi non sono un processo intrinseco alle particelle (o ai campi) ma allo stesso spaziotempo. Trattando lo spaziotempo in modo relativistico e sfruttando il formalismo della teoria quantistica dei campi, speriamo di sviluppare un completo modello relativistico di collasso spontaneo. Qualsiasi avanzamento in questo senso, anche parziale, rappresenterebbe una svolta nel campo delle "Fondamenta della Fisica".

Quantum mechanics suffer from a fundamental internal inconsistency problem usually denoted as "measurement problem". Many attempts have been made to solve it and, among them, spontaneous collapse theories are a promising way to do it. The main idea of such theories is to modify the fundamental dynamics described by quantum mechanics in such a way that this modification is practically negligible for microscopic systems but becomes more and more important with the mass of the system, providing a consistent way to describe every system ranging from microscopic to macroscopic. However, more than forty years after the introduction of spontaneous collapse models, we still do not have a satisfying relativistic spontaneous collapse model, i.e., a spontaneous collapse model compatible with special relativity in the same (or similar) way that quantum field theory makes standard quantum mechanics compatible with special relativity. The two most important spontaneous collapse theories are the Ghirardi-Rimini-Weber (GRW) and the Continuous Spontaneous Localization (CSL) models. The former associates spontaneous collapse to particles while the latter introduces a fundamental noise disturbing the Schrödinger dynamics of fields. Our goal is to tackle the problem of developing a relativistic collapse theory on the basis of a new kind of spontaneous collapse model proposed by the applicant in a recent preprint, where it is shown that this new model behaves consistently with the GRW and CSL models in the non-relativistic regime. In this new model, collapses are not a process inherent to the particles (or fields) but to spacetime itself. By treating spacetime in a relativistic way and exploiting the formalism of quantum field theory, we hope to develop a complete relativistic spontaneous collapse model. Any advancement in this sense, even partial ones, would represent a breakthrough in the field of "Foundations of Physics".