在当前的量子场论中，因果关系通常是由用于类空间分离的场换位消失来定义。马萨诸塞大学和里约热内卢联邦乡村大学两名研究人员现在进行了一项研究，讨论并综合了量子场论中因果关系的一些关键方面，其研究发表在《物理评论快报》期刊上，这种理论通常被称为“quadratic gravity”。开展这项研究的研究人员之一约翰·多诺霍(John Donoghue)说：就像标准模型一样，quadratic gravity是一种可重整化的量子场论，但它有一些特殊性质。
因果关系的小违反是其中最重要的，研究目标是更好地理解这一点。在这个过程中，研究人员意识到一些见解更具普遍意义。由Donoghue和Gabriel Meneze撰写的这项研究论文综合了几十年来，一直是量子场论一部分的因果关系的许多不同方面。人们意识到，在某些理论中可能存在微观因果冲突，这可以追溯到20世纪60年代，特别是物理学家T.D.Lee和G.C.Wick的研究。到目前为止，大多数关于因果关系的理论讨论，特别是“时间之箭”，都断言物理定律对时间流动没有任何偏好。
然而，这种特殊的假设并不适用于量子物理学，在量子物理学中存在因果效应的方向。量化过程中i的各种因素都与因果作用的方向有关，这导致了量子物理中的‘因果箭头’，这种联系不常被讨论Donoghue和Meneze对这样一个事实很感兴趣，即宏观的因果感，也适用于经典物理，是由于量子理论的底层结构。因此，在他们的研究论文中，进一步研究了因果关系的这一特定方面，以便收集对其意义和含义的洞察。在同一理论中可能存在因果关系对立箭头的想法甚至更加模糊。
然而，它发生在一个非常简单的环境中，理论的拉格朗日函数比通常情况下具有更多导数幂。这是在“quadratic gravity”中发生的情况，但在其他理论中也可能发生这种情况。尽管因果影响的方向是与时间测量描述的选择相关约定，但它的存在是基于量子物理定律的必然要求。在这一背景下，Donoghue和Meneze观察到，具有冲突的惯例可能会违反因果关系箭头。也许研究最重要的含义是：收集了时空涨落引起的因果不确定性的证据。
这种涨落可能出现在量子引力理论中，这将为我们提供对因果关系起源的深刻直观理解。大约十年前，O‘Connell，Grinstein和Wise进行了一项研究，部分基于西德尼·科尔曼的一系列讲座。在具有混合因果箭头散射过程的波包描述中，可以验证从生产时间起比预期更早地检测到衰减产品，并且相关的检测概率在时间上呈指数下降，在研究中，多诺霍和梅内塞斯进一步检验了这个想法。虽然O‘Connell和同事以及其他研究小组提出的想法理论上可以被观察到。
但在重力的情况下，这种现象与实验没有冲突，因为这种现象发生在普朗克尺度的能量量级，比LHC可获得的能量范围大15个数量级。新研究提供了关于因果关系和因果关系箭头的一般性和有价值的讨论，特别关注于给定的理论如何可能同时具有向前和向后箭头。这个讨论涉及到场论中的时间反转这一主题，因此它可以为各种物理研究提供信息。这也有助于证明“quadratic gravity”的量子理论，该理论仍有许多悬而未决的问题。
总体而言，在个别物理理论中混合惯例实际上是可能的，未来的研究应该进一步探索这一主题。研究人员目前正在致力于一个项目，旨在充分探索由于引力场的量子涨落而导致因果不确定性现象。关于量子引力作为可重整化量子场论的描述，还需要解决一些技术考虑。其中之一是关于弯曲背景中“quadratic gravity”的稳定性，其他研究人员已经对此进行了研究，希望这些也将成为未来研究的一部分。无论如何，最有趣的研究将是对早期宇宙中因果不确定性影响的研究。
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参考期刊《物理评论快报》
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.171601
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