¿Cómo puedo ver que los sistemas de la vida cotidiana se comportan de forma clásica (a partir de las integrales de ruta QFT)?

Si tratara de tratar sistemas macroscópicos que consisten en una cantidad súper grande de partículas (también cuando se incluye el medio ambiente), tengo que calcular 2 norte -funciones de correlación puntuales con un número de partículas muy grande norte . Estos son dados por

A ( X 1 , , X norte ; X 1 , , X norte ) = i = 1 norte ψ ( X i ) ψ ( X i )

Las variables primadas denotan estados finales y ψ ( X ) generar un fermión en el punto X . Las probabilidades de transición son entonces proporcionales a | A | 2 . Para un comportamiento clásico, estas probabilidades de transición deben ser deterministas, es decir, deben tener la forma de una distribución delta.

i d ( X i F i ( X 1 , , X norte ) )

para la función solución (ecuación diferencial) F i . ¿Cómo puedo deducir que las amplitudes de transición deterministas surgen en los escenarios de la vida cotidiana a partir del promedio de la integral de trayectoria?

Sé que puedo hacer una descomposición ψ ( X ) = ψ 0 ( X ) + ψ ( X ) con soluciones clásicas de la ecuación de movimiento ψ 0 y fluctuaciones cuánticas ψ que obedecen ψ = 0 . La expansión de Taylor hasta segundo orden en las fluctuaciones del funcional de acción conduce a la distribución gaussiana similar a

Exp ( i 2 d 2 d ψ 2 S | ψ 0 ψ 2 )

Esta distribución se vuelve más nítida a medida que la segunda derivada funcional del funcional de acción se hace más grande.

Puedo introducir variables adimensionales y ver que esta desviación estándar gaussiana depende de escalas de longitud características y con escalas de longitud más altas, las desviaciones estándar serán menores.

Eso es lo que sé.

Pero al considerar las amplitudes de dispersión de multipartículas anteriores, haciendo la expansión de los campos cuánticos alrededor de la solución clásica, también recogeré MUCHAS correcciones cuánticas. ψ 2 , ψ 3 , . . . . Habrá norte ( norte 1 ) 2 términos de fluctuación cuadrática, que es un número enorme. Pero, ¿por qué estos son irrelevantes en los sistemas macroscópicos?

¿Hay una respuesta detallada?

el formalismo de matriz de densidad es mejor para sistemas grandes.

Respuestas (1)

Supongamos que tengo un funcional de acción. S [ ϕ ] en dependencia de algunos campos ϕ . También podemos expresar la acción en la forma

S [ ϕ ] = d 4 X L [ ϕ ] . La corrección cuántica de un bucle está determinada por el término cuadrático obtenido por la expansión de Taylor a segundo orden en el campo; esto genera también (uno puede mostrar, por ejemplo, a través de la teoría de la perturbación) las correcciones de bucle de orden superior. El término de orden principal en la expansión semiclásica es

S [ ϕ ] = 1 2 d 4 X d ϕ 2 L [ ϕ ] | ϕ 0 ϕ 2 .

Ahora podemos reformular este término en variables adimensionales (indicadas por barras). Establecimos

X = L X ¯ ( L es una escala de longitud característica; y T = L C la correspondiente escala de tiempo característica para, por ejemplo, un proceso electromagnético)

ϕ = η ϕ ¯ ( η es la magnitud característica del campo)

y d 4 X = L 4 C d 4 X ¯ .

Por lo tanto, el exponente del factor de fase integral de trayectoria se escala como

S = L 4 η 2 2 C d 4 X ¯ d ϕ 2 L [ ϕ ] | ϕ 0 ϕ ¯ 2 .

(Es típico que las contribuciones dominantes de la acción sean los términos cuadráticos).

Ahora vemos que tenemos una integral gaussiana con variación de σ 2 = C L 4 η 2 . Para grande L la variación es extremadamente pequeña. Pero también si el valor de campo característico (las magnitudes de la función de onda son proporcionales a la raíz cuadrada de la densidad numérica) es grande, esta variación se vuelve pequeña. Esto explica también por qué se pueden despreciar las fluctuaciones cuánticas con un gran número de partículas.