Me gustaría preguntar si alguien ha encontrado un apretado lo suficiente como forma de definir el término "fluctuación cuántica", de modo que puede convertirse en un útil más que una engañosa pieza de la física de la terminología.
La terminología en la ciencia sirve, supongo, a dos propósitos principales: 1. como una ayuda para la comprensión de como aprendemos, 2. que nos permita comunicarnos con fluidez el uno con el otro. Es la primera que me preocupa aquí.
Permítanme en primer lugar tratar la segunda cuestión, para salir del paso. Si un experto en la teoría cuántica utiliza la frase "fluctuación cuántica" en el curso de una conversación con otro experto, entonces probablemente ambos tienen en mente algo sobre el valor no-cero de energía cinética en el suelo en estado de movimiento, o la no-cero rango de valores de algunos observables, o de las matemáticas de la teoría cuántica de campos, o algo así. Ellos pueden estar interesados en la ruptura de la simetría, o las transiciones de fase. La terminología de "fluctuación cuántica" no importa ya que ambos saben de lo que están hablando en mucho más preciso de los términos matemáticos. No se deje engañar por la frase más que alguien que trabaja en QCD sería engañado por términos tales como "encanto" y "color".
Ahora volvamos a la primera cuestión, que es el corazón de mi pregunta. Esta frase bien elegido? Ayuda a las personas a obtener un buen entendimiento, o ¿se tienden a confundir? Da buena intuición física? Qué significa otra cosa que "quantum propagación"? Podemos encontrar una lo suficientemente apretada definición de "fluctuación cuántica" para que sea más útil de lo que es engañosa?
El siguiente artículo de la web se muestra el uso de "fluctuación cuántica" como un intento de describir la teoría cuántica de campos para el no experto: https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/quantum-fluctuations-and-their-energy/ El lenguaje como "jitter" es libremente empleado. Tales intentos de mostrar que el término invita al estudiante a formar una imagen física de algo dinámicamente moviéndose a su alrededor.
Un sinfín de libros y conferencias hablar libremente acerca de "burbujeo y ondulante", etc. etc.
Aquí están mis reservas:
En el llamado "punto cero movimiento" no hay ningún movimiento. No hay energía cinética, es cierto, y $\langle \psi | \hat{x}^2 | \psi \rangle \ne 0$, pero en el ojo de mi mente no veo el oscilador "fluctuante" tanto como allí sentado, sin moverse demasiado de un lado para otro, pero simplemente para untar. No es como un clásico de onda estacionaria donde la oscilación de la cadena o lo que sea se mueve hacia arriba y hacia abajo, y no como una cosa en movimiento de vaivén en un potencial bien. El electrón en el estado fundamental de que el hidrógeno no es fluctuante.
En inglés ordinario, la palabra "fluctuación" se refiere a algo dinámico, que implica el cambio como una función del tiempo. Pero en el caso de un independiente del tiempo de Hamilton, no hay ningún cambio dinámico de un sistema en una energía eigenstate, excepto para los no observables fase global. Esta afirmación se aplica tanto a campo de los estados en la teoría cuántica de campos como la que le hace a la mecánica cuántica no relativista. Así que ¿dónde están las famosas "fluctuaciones del vacío"? Nota de nuevo, mi pregunta no se refiere a corregir el tratamiento matemático de la teoría de campo. Se refiere a si el término "fluctuación" está bien elegido para dar la buena comprensión de la física.
Las partículas virtuales que aparecen en los diagramas de Feynman no son fluctuaciones; son términos en una serie de integrales cuya suma describe una suave y no fluctuantes proceso de la dispersión.
Clásico de las transiciones de fase se puede decir que ser "manejado" por las fluctuaciones térmicas. Eso está bien; es un ejemplo de un cambio de dinámica, de causa y efecto. Pero si alguien dice que una transición de fase cuántica es "driven" o "causado" por fluctuación cuántica (y creo que la gente lo dicen), entonces, ¿qué exactamente están diciendo?
La emisión espontánea por los átomos se manifiesta el acoplamiento entre el átomo y el campo electromagnético en su vacío, y que demuestra que el campo no está ausente ni sin efecto físico. Ya que no hay una naturaleza estocástica de los clics si la emiten fotones son detectados por los ordinarios de los detectores, uno puede libremente atribuyen la aleatoriedad en el momento de la detección de eventos para una aleatoriedad en el comportamiento del campo en su estado de vacío. Es esto quizás lo que "fluctuación cuántica"?
Quiero una respuesta si es que la hay; no tengo intención meramente para generar la discusión. Pero creo que mi pregunta puede ser difícil de responder, porque toca sin resolver problemas interpretativos que ver con la cuántica problema de medición, y en la física de ruptura de la simetría.
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Esta pregunta: Las Fluctuaciones cuánticas del vacío da un enlace a un video que muestra una simulación por ordenador de fluctuaciones de vacío en una conferencia de David Tong. ¿Qué es exactamente el que se trazan en la simulación de aquí?
Esta cuestión: la Comprensión de las fluctuaciones cuánticas es similar a la mía pero lo suficientemente diferentes como para justificar mi uno nuevo.
Me encontré con esta pregunta y su discusión útil:
¿Qué es la ruptura espontánea de simetría en los sistemas CUÁNTICOS?
