当前位置: X-MOL 学术Front. Phys. › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Hydrodynamic Quantum Field Theory: The Onset of Particle Motion and the Form of the Pilot Wave
Frontiers in Physics ( IF 3.1 ) Pub Date : 2020-06-30 , DOI: 10.3389/fphy.2020.00300
Matthew Durey , John W. M. Bush

We consider the hydrodynamic quantum field theory proposed by Dagan and Bush, a model of quantum dynamics inspired by Louis de Broglie and informed by the hydrodynamic pilot-wave system discovered by Couder and Fort. According to this theory, a quantum particle has an internal vibration at twice the Compton frequency that generates disturbances in an ambient scalar field, the result being self-propulsion of the particle through a resonant interaction with its pilot-wave field. Particular attention is given here to providing theoretical rationale for the geometric form of the wave field generated by steady, rectilinear particle motion at a prescribed speed, where signatures of both the de Broglie and Compton wavelengths are generally evident. While focus is given to the one-dimensional geometry considered by Dagan and Bush, we also deduce the form of the pilot wave in two dimensions. We further consider the influence on the pilot-wave form of the details of the particle-induced wave generation, specifically the spatial extent and vibration frequency of the particle. Finally, guided by analogous theoretical descriptions of the hydrodynamic system, we recast the particle dynamics in terms of an integro-differential trajectory equation. Analysis of this equation in the non-relativistic limit reveals a critical wave-particle coupling parameter, above which the particle self-propels. Our results provide the foundation for subsequent theoretical investigations of hydrodynamic quantum field theory, including the stability analysis of various dynamical states.



中文翻译:

流体力学量子场论:质点运动的开始和先导波的形式

我们考虑由Dagan和Bush提出的流体动力学量子场理论,这是受Louis de Broglie启发并由Couder和Fort发现的流体动力学导波系统为基础的量子动力学模型。根据该理论,量子粒子的内部振动频率为康普顿频率的两倍,从而在环境标量场中产生干扰,其结果是粒子通过与导波场的共振相互作用而自我推进。在此应特别注意为以规定速度进行稳定的直线粒子运动而产生的波场的几何形式提供理论依据,其中de Broglie和Compton波长的信号通常都明显。虽然着重于达根和布什所考虑的一维几何,我们还从两个方面推导了导波的形式。我们进一步考虑了粒子感应波生成细节(特别是粒子的空间范围和振动频率)对导波形式的影响。最后,在对流体力学系统进行类似理论描述的指导下,我们根据积分-微分轨迹方程重新定义了粒子动力学。在非相对论极限中对该方程的分析揭示了一个临界波粒耦合参数,在该参数之上,波粒会自我推进。我们的结果为流体动力学量子场理论的后续理论研究(包括各种动力学状态的稳定性分析)提供了基础。我们进一步考虑了粒子感应波生成细节(特别是粒子的空间范围和振动频率)对导波形式的影响。最后,在对流体力学系统进行类似理论描述的指导下,我们根据积分-微分轨迹方程重新定义了粒子动力学。在非相对论极限中对该方程的分析揭示了一个临界波粒耦合参数,在该参数之上,波粒会自我推进。我们的结果为流体动力学量子场理论的后续理论研究(包括各种动力学状态的稳定性分析)提供了基础。我们进一步考虑了粒子感应波生成细节(特别是粒子的空间范围和振动频率)对导波形式的影响。最后,在对流体力学系统进行类似理论描述的指导下,我们根据积分-微分轨迹方程重新定义了粒子动力学。在非相对论极限中对该方程的分析揭示了一个临界波粒耦合参数,在该参数之上,波粒会自我推进。我们的结果为流体动力学量子场理论的后续理论研究(包括各种动力学状态的稳定性分析)提供了基础。在对流体力学系统进行类似理论描述的指导下,我们根据积分-微分运动轨迹方程重塑了粒子动力学。在非相对论极限中对该方程的分析揭示了一个临界波粒耦合参数,在该参数之上,波粒会自我推进。我们的结果为流体动力学量子场理论的后续理论研究(包括各种动力学状态的稳定性分析)提供了基础。在对流体力学系统进行类似理论描述的指导下,我们根据积分-微分运动轨迹方程重塑了粒子动力学。在非相对论极限中对该方程的分析揭示了一个临界波粒耦合参数,在该参数之上,波粒会自我推进。我们的结果为流体动力学量子场理论的后续理论研究(包括各种动力学状态的稳定性分析)提供了基础。

更新日期:2020-08-11
down
wechat
bug