El formalismo del operador de proyección histórica (HPO, por sus siglas en inglés) es un enfoque de la lógica cuántica temporal desarrollado por Chris Isham . Este formalismo se ocupa de la estructura lógica de las proposiciones mecánicas cuánticas enunciadas en diferentes momentos.
Introducción
En la mecánica cuántica estándar, un sistema físico se asocia con un espacio de Hilbert.Los estados del sistema en un instante fijo se representan mediante vectores normalizados en el espacio y las observables físicas se representan mediante operadores hermíticos en.
Una proposición físicaLa información sobre el sistema en un instante fijo puede representarse mediante un operador de proyección ortogonal.en(Véase lógica cuántica ). Esta representación vincula las operaciones reticulares en la red de proposiciones lógicas y la red de operadores de proyección en un espacio de Hilbert (Véase lógica cuántica ).
El formalismo HPO es una extensión natural de estas ideas a proposiciones sobre el sistema que se refieren a más de un momento temporal.
Proposiciones históricas
Historias homogéneas
Una propuesta de historia homogéneaes una secuencia de proposiciones de un solo tiempoespecificado en diferentes momentosEstos tiempos se denominan el soporte temporal de la historia. Denotaremos la proposicióncomoy léelo como
"en ese momentoes cierto y luegoen ese momentoes cierto y luegoy luegoen ese momentoes cierto"
Historias heterogéneas
No todas las proposiciones históricas pueden representarse mediante una secuencia de proposiciones de un solo tiempo en diferentes momentos. Estas se denominan proposiciones históricas no homogéneas . Un ejemplo es la proposiciónOpara dos historias homogéneas.
operadores de proyección histórica
La observación clave del formalismo HPO consiste en representar proposiciones históricas mediante operadores de proyección sobre un espacio de Hilbert histórico . De ahí proviene el nombre de "Operador de Proyección Histórica" (HPO).
Para una historia homogéneaPodemos usar el producto tensorial para definir un proyector.
dóndees el operador de proyección enque representa la proposiciónen ese momento.
Estees un operador de proyección en el "espacio de Hilbert histórico" del producto tensorial.
No todos los operadores de proyección ense puede escribir como la suma de productos tensoriales de la formaEstos otros operadores de proyección se utilizan para representar historias no homogéneas aplicando operaciones reticulares a historias homogéneas.
Lógica cuántica temporal
Representar las proposiciones históricas mediante proyectores en el espacio de Hilbert histórico codifica de forma natural la estructura lógica de dichas proposiciones. Las operaciones reticulares en el conjunto de operaciones de proyección en el espacio de Hilbert históricopuede aplicarse para modelar la red de operaciones lógicas sobre proposiciones históricas.
Si dos historias homogéneasyno comparten el mismo soporte temporal, se pueden modificar para que lo hagan. Siestá en el soporte temporal depero no(por ejemplo) entonces una nueva proposición de historia homogénea que difiere deal incluir la proposición "siempre verdadera" en cada momentose pueden formar. De esta manera los soportes temporales deSiempre se pueden unir. Por lo tanto, asumiremos que todas las historias homogéneas comparten el mismo soporte temporal.
A continuación presentamos las operaciones lógicas para proposiciones de historia homogénea.yde tal manera que
Conjunción (Y)
Siyson dos historias homogéneas entonces la proposición histórica "y" es también una historia homogénea. Está representada por el operador de proyección.
Disyunción (O)
Siyson dos historias homogéneas entonces la proposición histórica "o"En general, no es una historia homogénea. Está representada por el operador de proyección.
Negación (NO)
La operación de negación en el retículo de operadores de proyección tomaa
dóndees el operador identidad en el espacio de Hilbert. Por lo tanto, el proyector utilizado para representar la proposición(es decir "no") es
Ejemplo: Historial de dos veces
Como ejemplo, consideremos la negación de la proposición de historia homogénea de dos tiempos.. El proyector para representar la proposiciónes
Los términos que aparecen en esta expresión:
- .
Cada una puede interpretarse de la siguiente manera:
- es falso yes verdad
- es cierto yes falso
- amboses falso yes falso
Estas tres historias homogéneas, unidas con la operación OR, incluyen todas las posibilidades de cómo la proposición "y luego" puede ser falso. Por lo tanto, vemos que la definición deestá de acuerdo con lo que proponedebería significar.
Referencias
- CJ Isham, Lógica cuántica y el enfoque de historias para la teoría cuántica , J. Math. Phys. 35 (1994) 2157–2185, arXiv:gr-qc/9308006v1
- Lógica
- Medición cuántica