Выведено семейство тождеств
n-го порядка для квантовых
R-матриц типа Бакстера-Белавина в фундаментальном представлении. Набор тождеств включает условие унитарности как простейший случай (при
n=2). Тождество третьего порядка обеспечивает коммутативность связностей Книжника-Замолодчикова-Бернара. С другой стороны, оно же приводит к
R-матричнозначным парам Лакса для классических интегрируемых систем типа Калоджеро. При выводе тождеств используется интерпретация квантовой
R-матрицы как матричного обобщения функции Кронекера. Предложено доказательство тождеств старшего порядка для функций Кронекера, которое затем естественно обобщается на тождества для
R-матриц.
Описано семейство интегрируемых
GL(NM)-моделей, обобщающих, с одной стороны, классические спиновые системы Руйсенарса-Шнайдера (случай
N=1), а с другой - классические релятивистские интегрируемые волчки на группе Ли
GL(N) (случай
M=1). Модели описываются через пары Лакса со спектральным параметром. Получены уравнения движения. Для построения пар Лакса используется квантовая
GL(N) R-матрица в фундаментальном представлении группы
GL(N).
Рассматриваются томограммы и квазираспределения, такие как функции Вигнера,
P-функция Глаубера-Сударшана и
Q-функция Хусими, нарушающие стандартное условие нормировки для функции распределения вероятности. В этом случае преобразование Радона функции Вигнера может быть неприменимо для определения томограммы. Также выражения для функции Вигнера и томограммы через волновую функцию и матрицу плотности перестают быть обратимыми. Получены условия, налагаемые на функцию Вигнера и томограмму, которые позволяют обойти эти ограничения. Изучены три различных квантовых состояния: плоская волна де Бройля, затвор Мошинского и движение заряженной частицы в равномерном и постоянном электрическом поле. Их томограммы и функции квазираспределения, выражающиеся в терминах дельта-функции Дирака, функции Эйри и интегралов Френеля, нарушают условия нормировки.
Различные распределения в фазовом пространстве, от знаменитой функции Вигнера до функции Хусими
Q и распределения Глаубера-Сударшана
P, сыграли интересную и важную роль в подходе фазового пространства к квантовой механике в целом и квантовой оптике в частности. Кэхилл и Глаубер предложили единый подход ко всем этим распределениям, который основан на понятии
s-упорядоченного распределения в фазовом пространстве. Для прояснения физического смысла параметра
s предлагается интерпретировать
s-упорядоченное распределение в фазовом пространстве как функцию Вигнера состояния на выходе канала с гауссовским шумом. Таким образом раскрывается связь между
s-упорядоченным распределением в фазовом пространстве и каналом с гауссовским шумом, которая дает физическое понимание этого распределения. В этом контексте параметр
−s/2 (а не исходный параметр
s) приобретает смысл параметра гауссовского шума в канале. Объясняется альтернативное представление канала с гауссовским шумом как приготовления калибровочного измерения когерентного состояния. С использованием параметра
s вводится легко вычислимый и экспериментально проверяемый количественный показатель оптической неклассичности, доказаны его основные свойства и приведены примеры его вычисления для некоторых типичных состояний. Сформулирован простой и удобный критерий оптической неклассичности в терминах
s-упорядоченного распределения в фазовом пространстве.
Андре Мерсьер внес серьезный вклад в квантовую механику
(QM) [10], и хотя он не писал непосредственно о квантовой логике
(QL), многие его работы посвящены проблемам, которые так или иначе связаны с вопросами, в каком-то смысле ответственными за развитие
QL. Ему принадлежит книга "Logik und Erfahrung in der exakten Naturwissenshaft" [9], где он подчеркивает, что аксиоматизация эмпирической науки, например физики (некоторой ее части), никогда не может быть такой же исчерпывающей, как аксиоматическая система в математике. В частности потому, что какая-либо унификация уравнений в различных областях физики представляется едва ли возможной. Мерсьер весьма критичен и осторожен в отношении предположений о единой теории в физике [11]. Я полагаю, что он был бы также осторожен и сдержан в отношении любого предложения, обещающего особую логику для
QM. Но из его работ мне известно, что эта его сдержанность не является безосновательной. У него имеется много хороших аргументов против генерализаций и основоположений, которые или неадекватны, или уводят куда-то в сторону, или имеют другие недостатки. Его критические исследования вытекают из громадного опыта и зрелой рефлексии, и потому я мог надеяться встретить интересные критические соображения, относящиеся к тому, что я предлагаю в этой моей работе, посвященной его юбилею. Цель данной статьи предложить простые ограничения, которые, будучи наложенными на классическую логику
(CL), позволяют блокировать те классически валидные выводы и преобразования, которые приводят к осложнениям, когда логика применяется к квантовым феноменам. Я не уверен, должен ли я говорить о некоторой новой QL, так как мое предложение должно оставлять
CL в общем неизменной, но налагать на нее ограничения (род фильтра) в случае применения к определенным квантовым феноменам. Позже будет объяснено, что эти ограничения применимы не только в этой специфической области, но могут быть (и уже были) использованы для решения ряда проблем в областях научного объяснения, предсказания, утверждений о законах, диспозиционных предикатов, правдоподобия (аппроксимации к истине) и даже в таких очень отличных областях, как деонтическая логика и теория оценок. Эта более широкая применимость объясняет также, почему предложенные ограничения являются более сильными, чем они могли бы быть, если бы были предназначены только для того, чтобы избежать тех известных трудностей, которые связаны с применением
CL в
QM; то есть эти ограничения достаточны, но не необходимы. Это показывает также, что ограничения, налагаемые на
CL, не берутся просто ad hoc (для решения лишь частной проблемы), но опираются на хорошо мотивированную идею с широкой областью применимости. В первой части я кратко коснусь проблем, возникающих, когда
CL применяется к квантовым феноменам. Во второй части я опишу и объясню предложенные ограничения (фильтры), давая определения и примеры применения.