توصيفگر ها :
شبح , كوانتوم , كيهان شناسي , ناپايداري , زيرفضاي فاز , پايداري
چكيده فارسي :
در فيزيك نظري، از مكانيك كوانتومي تا كيهانشناسي، حالتهاي شبح چالشي بنيادين ايجاد ميكنند. اين حالتها كه با نرم منفي، انرژي جنبشي منفي يا مختلط شناخته ميشوند، اصول يكانيت
و پايداري ديناميكي را به خطر مياندازند. در مكانيك كوانتومي، هاميلتونيهاي غيرهرميتي با جملهها مختلط
يا انرژيهاي جنبشي منفي
اين مشكلات را پديد ميآورند. در كيهانشناسي، چگالي لاگرانژيهايي كه انرژي جنبشي منفي دارند ميتوانند ميدانهايي با انرژي منفي توليد كنند كه به ناپايداريهاي كيهاني منجر ميشوند. در مكانيك كلاسيك نيز، جملههاي انرژي جنبشي منفي يا پتانسيلهاي ناپايدار، علاوه بر انرژي كل منفي، معادلات واگرا ايجاد ميكنند. اين ناپايداريهاي ناشي از انرژي منفي، مستقيماً پايداري نظريههاي فيزيكي را هدف قرار ميدهند.
در اين پژوهش با معرفي معيار ديگري براي پايداري علاوه بر انرژي، از تعريف سنتي پايداري فاصله ميگيريم و رويكردي متفاوت ارائه ميدهيم. اين رويكرد مبتني بر حل معادلات حركت است كه با داشتن راه حل هاي مسئله به بررسي فضاي فاز سامانه ميپردازد. اگر نمودار فضاي فاز سامانه بسته يا در ناحيه اي فشرده باشد ادعا ميكنيم سامانه پايدار است. همچنين ميتوانيم بااستفاده از شرايط اوليه مناسب بخش هاي پايداري از سامانه هاي ناپايدار را جدا كرد و مفهوم زيرفضاي فاز پايدار را تعريف كنيم. در اين روش، با الهام از قيدهاي كلاسيكي، معادلات زيرفضاي فاز را به شكلي بازتعريف ميكنيم كه فقط راهحلهاي فيزيكي پايدار را حفظ كند. اين ايده ميتواند برخلاف روشهاي مرسوم كه به تقارنهاي خاص سامانه وابستهاند، رويكردي متفاوت با انعطافپذيري در حوزههاي كوانتومي، كلاسيكي و كيهانشناسي، ايجاد كند كه محاسبات را سادهتر ميكند.
در نهايت با ارائه معياري جديد براي پايداري نشان ميدهيم كه تنها معيار بررسي پايداري يك نظريه، مفهوم انرژي نيست. در اين چارچوب، مفهوم انرژي بهعنوان معيار پايداري در نظر گرفته نميشود و چارچوبي غيرمتعارف ارائه ميگردد كه سامانه هاي ناپايدار را بررسي كرده و ميتواند افقي نوين براي فيزيك نظري فراهم كند.
چكيده انگليسي :
In theoretical physics, from quantum mechanics to cosmology, ghost states create a fundamental challenge. These states, which are known by negative norm, negative kinetic energy, or complex values, endanger the principles of unitarity
and dynamical stability. In quantum mechanics, non-Hermitian Hamiltonians with complex terms or negative kinetic energies bring about these problems. In cosmology, Lagrangian densities that have negative kinetic energy can produce fields with negative energy, which lead to cosmic instabilities. In classical mechanics as well, negative kinetic energy terms or unstable potentials, in addition to negative total energy, create divergent equations. These instabilities arising from negative energy directly target the stability of physical theories.
In this research, by introducing another criterion for stability in addition to energy, we distance ourselves from the traditional definition of stability and present a different approach. This approach is based on solving the equations of motion which, by having the solutions of the problem, investigates the phase space of the system. If the phase space diagram of the system is closed or in a compact region, we claim the system is stable. We can also by using suitable initial conditions separate the stable parts from unstable systems and define the concept of stable phase subspace. In this method, inspired by classical constraints, we redefine the equations of the phase subspace in a way that only preserves the stable physical solutions. This idea, unlike conventional methods that depend on the specific symmetries of the system, can create a different approach with flexibility in quantum, classical, and cosmological domains, which simplifies calculations.
Finally, by presenting a new criterion for stability, we show that the concept of energy is not the only criterion for examining the stability of a theory. In this framework, the concept of energy is not considered as a stability criterion, and a non-conventional framework is presented that can investigate unstable systems and can provide a new horizon for theoretical physics.