[EN] Motivated by the conceptual problems concerning the quantisation of gravity, theDutch theoretical physicist G. 't Hooft (1999 Nobel prize in physics) put forward thenotion that quantum mechanics must be the emergent theory of some underlying, deterministictheory. This proposal usually goes by the name quantum mechanics as anemergent phenomenon. This research line, initiated by 't Hooft in the late 1990's, hasbeen the subject of intense research over the last 15 years, by 't Hooft himself as well asby many other researchers. In this PhD thesis we present our own approach to quantummechanics as an emergent phenomenon.According to the emergence paradigm for quantum mechanics, information-losseffects in the underlying deterministic theory lead to the arrangement of states of thelatter into equivalence classes, that one identifies as quantum states of the emergentquantum mechanics. In brief, quantisation is dissipation, according to 't Hooft.Moreover it has been argued in the literature that, in the presence of weak gravitationalfields, quantum effects must be indistinguishable from thermal effects. Sincethe latter are typically dissipative in nature, the presence of a weak gravitational fieldshould provide a framework in which quantum effects can be explained as due to thermal,dissipative fluctuations. Furthermore, since gravitational effects can be locallygauged away (thanks to the equivalence principle), there should exist some kind ofequivalence principle for quantum effects, i.e., some kind of relativity principle for thenotion of quantumness as opposed to the notion of classicality. In this PhD thesis weelaborate on this idea.Once a reference frame is fixed, however, quantum effects cannot be gauged away,and the statement quantisation is dissipation lends itself to a thermodynamical treatment.In this thesis we also present one mechanism whereby quantum mechanicsis seen to emerge, thus explicitly realising 't Hooft's proposal. This mechanism isbased on a dictionary between semiclassical quantum mechanics, on the one hand, andthe classical theory of irreversible thermodynamics in the linear regime, on the other.This thermodynamical formalism, developed by Nobel prize winners Onsager and Prigogine,can be easily mapped into that of semiclassical quantum mechanics.
[ES] Motivado por los problemas conceptuales relativos a la cuantización de la gravedad,el físico teórico holandés G. 't Hooft (premio Nobel de física en 1999) sugirió la nociónde que la mecánica cuántica pudiera ser la teoría emergente de alguna otra teoría deterministasubyacente. Dicha propuesta se conoce como la mecánica cuántica en tantoque teoría emergente. Esta línea de investigación, iniciada por 't Hooft a finales delos años 90, ha sido objeto de intenso estudio a lo largo de los últimos 15 años, tantopor el mismo 't Hooft como por numerosos otros investigadores. En esta tesis doctoralpresentamos nuestra propia aproximación a la mecánica cuántica como fenómenoemergente.De acuerdo con este paradigma emergente para la mecánica cuántica, son efectosde pérdida de información en la teoría determinista subyacente los que conducen a quelos estados de ésta última se agrupen en clases de equivalencia, las cuales clases seidentifican con los estados cuánticos de la mecánica cuántica emergente. En breve, lacuantización es disipación, según 't Hooft.Asimismo se ha argumentado en la literatura que, en presencia de campos gravitatoriosdébiles, los efectos cuánticos son indistinguibles de los efectos térmicos. Dadoque éstos últimos son típicamente disipativos por naturaleza, la presencia de un campogravitatorio débil debería proporcionar un entorno en el cual los efectos cuánticospuedan entenderse como debidos a fluctuaciones térmicas, disipativas. Además, dadoque los campos gravitatorios pueden eliminarse localmente (gracias al principio deequivalencia), debería existir algún tipo de principio de equivalencia para los efectoscuánticos, i.e., algún tipo de principio de relatividad para la noción de cuanticidad, poroposición a la noción de clasicidad. En esta tesis doctoral elaboramos estas ideas.Sin embargo, una vez fijado un sistema de referencia, los efectos gravitatorios yano pueden eliminarse, y la afirmación de que la cuantización es disipación se presta aun tratamiento termodinámico. En esta tesis también presentamos un mecanismo medianteel cual la mecánica cuántica se ve emerger, comprobándose así explícitamentela propuesta de 't Hooft. Este mecanismo se basa en un diccionario entre la mecánicacuántica semiclásica, por un lado, y la teoría clásica de la termodinámica irreversibleen el régimen lineal, por otro lado. Dicho formalismo termodinámico, desarrollado porlos premios Nobel Onsager y Prigogine, puede trasladarse fácilmente a la mecánicacuántica semiclásica.
[CAT] Motivat pels problemes conceptuals en relació a la quantització de la gravetat, el físic teóric holandés G. 't Hooft (premi Nobel de física en 1999) va suggerir la noció de que la mecànica quàntica pogués ser la teoria emergent d ' alguna altra teoria determinista subjacent. A questa proposta es coneix com a mecanica quantica en tant que teoria emergent. Aquesta línia d ' investigació, iniciada per 't Hooft a final dels anys 90, ha sigut intensament estudiada durant els últims 15 anys , tant pel mateix 't Hooft com per nombrosos altres investigadors. En aquesta tesi doctoral presentem la nostra própia aproximació a la mecànica quàntica com a fenomen emergent.D ' acord amb aquest paradigma emergent per a la mecànica quàntica, són efectes de pérdua d ' informació en la teoria determinista, subjacent els que condueixen a que els estats d ' aquesta última s ' agrupen en classes d ' equivalència, les quals s ' identifiquen amb els estats quàntics de la mecànica quàntica emergent. Breument, la quantització es dissipació segons 't Hooft.Aixímateix, s ' ha argumentat a la literatura que, en presència de camps gravitatoris febles, els efectes quàntics són indistingibles dels efectes tèrmics. Com aquests últims són típicament dissipatius per naturalesa, la presència d ' un camp gravitatori feble hauria de proporcionar un entorn en el qual els efectes quàntico es puguen entendre com deguts a fluctuacions tèrmiques, dissipatives. A més a més, com que els camps gravitatoris poden eliminar-se localment (gràcies al principi d ' equivalència), hauria d ' existir algun tipus de principi d ' equivalència per als efectes quàntics, i.e. , algun tipus de principi de relativitat per a la noció de quanticitat, per oposició a la noció de classicitat. En aquesta tesi doctoral elaborem aquestes idees.En canvi, una vegada fixat el sistema de referència, els efectes gravitatoris ja no poden eliminar-se, i l ' afirmació de que la quantització és dissipació es presta a un tractament termodinàmic. En aquesta tesi també presentem un mecanisme mitjançant el qual la mecànica quàntica es veu emergir, comprovant-se explícitament la proposta de 't Hooft. A quest mecanisme es basa en un diccionari entre la mecànica quàntica semiclàssica, d ' una banda, i la teoria clàssica de la termodinàmica irreversible en el règim lineal, d ' una altra banda. A quest formalisme termodinàmic, desenvolupat pels premis Nobel Onsager i Prigogine, pot traslladar-se fàcilment a la mecànica quàntica semiclàssica.
Perea Córdoba, MH. (2015). On the semiclassical limit of emergent quantum mechanics, as a classical thermodynamics of irreversible processes in the linear regime [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/54840.
TESIS
