时空参考系的量子极限

该研究团队探讨了当唯一可用的参考系为单一复合量子系统时,定义空间和时间间隔的局限性。该系统的内部自由度充当时间参考(时钟),而其质心自由度则作为空间参考(标尺)。通过将量子速度极限与狭义相对论中的质能等效性相结合,研究人员揭示空间定位性与时间分辨率并非独立:精确化其中一项必然导致另一项的模糊化。具体而言,精确计时所需的内部能量相干性会影响质心动力学,从而增强自由演化过程中的位置扩散。因此,单个复合系统无法同时作为空间和时间的完美量子参考系,这导致了空间与时间间隔之间出现类似海森堡不确定性原理的关系。在从外部视角分析这种权衡后,该工作通过相对于时空量子参考系的协变可观测量,以纯粹相对论的方式对此进行表述,并发现了与参考系康普顿波长量级相当的额外内在不确定性。
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提交arXiv: 2025-12-12 09:32

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