antaris
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Link zum script: https://github.com/antaris82/Sierpinski-Tetrahedron/blob/main/ST.py
Ausgaben: große PNG (3D-Ansicht mit allen Kennzahlen), GIF (Rotation), CSVs (Regionen/Paar-Metriken/Level-Entropien) und ein Liniendiagramm
.
Gezeigt:
Nicht gezeigt:
These (stark, aber präzise): Unter deterministischen, rein graph-basierten, p.c.f.-selbstähnlichen Setups mit voll entwickelter Analysis ist der ST-Ansatz derzeit einzigartig praktisch: Man kann sofort „Physik auf dem Graph“ betreiben (Spektren, Korrelationen, Entropien, Transport), ohne (semi)klassische Zusatzannahmen wie glatte Metrik oder Kontinuumsfeld. (Cambridge University Press & Assessment, JSTOR, arXiv)
Lattice-QFT: Kontinuumslimes & Symmetrien gut kontrollierbar, aber glatte Dimension; unser Modell ergänzt durch fraktales Randmaß und exakte Multiskalen-Geometrie. (vgl. Wilson-Lattice) (Physical Review Link Manager)
Tensor-Netze/MERA: Multiskalig und Area-Law-freundlich—doch Geometrie ist meist „algorithmisch“. ST ist die geometrische MERA-Analogie mit echter Einbettung; Entanglement misst reale Schnittflächen im Fraktal. (Physical Review Link Manager, arXiv)
Causal Sets/CDT/LQG: Raumzeit-Emergenz, aber technisch/stochastisch schwer. Der ST-Ansatz ist deterministisch und schnell simulierbar—als Vorhof, um Lokalität/Skalen und Transport sauber zu studieren, bevor man Lorentzstruktur einführt. (Physical Review Link Manager)
Topologische Ordnungen/Fractons: Nichttriviale Korrelationen und anomale Transporte; ST liefert die exakte fraktale Bühne für spätere Toric-Code/String-Net-Varianten. (Physical Review Link Manager)
Algebraische QFT (Operatornetze): Lokalitätsaxiome sind klar; auf Fraktalen selten „out-of-the-box“. Die ST-Hierarchie lädt ein, lokale Netze in der Graph-Metrik zu definieren und Nuclearität/Split ↔ Area-Law numerisch zu testen. (Hintergrund: Area-Law-Reviews) (Physical Review Link Manager)
- Es wird im script ein freier fermionischen Grundzustand auf dem Level-4-Approximanten des Sierpinski-Tetraeders (ST) simuliert. Der Graph ist ein maßstäblich verkleinertes Stück eines unendlich verschachtelten p.c.f.-Fraktals mit strenger Analysis (Dirichletformen, Laplace, Spektrum). Das ist kein „Spielzeug“ im lockerem Sinn, sondern eine numerisch handliche, mathematisch kontrollierte Ur-Geometrie ohne (semi)klassischen Input. (Cambridge University Press & Assessment, JSTOR, arXiv)
- Physikalisch wird vollständig nicht-klassisch gearbeitet: Zustand = Projektor auf die tiefsten Einteilchenmoden; Observablen sind Erwartungswerte und daraus abgeleitete Größen im Sinn der Thermal Interpretation (TI). Entanglement-Entropien S, Mutual Information II, Kreuzkorrelatoren
und Schnittmetriken (Anzahl der Schnittkanten, minimaler Graphabstand, mittlere |C| im Kreuzblock) werden direkt aus der Korrelationsmatrix C berechnet (Peschel–Eisler-Methode). (arXiv)
Was das Script konkret macht
- Ur-Graph aufbauen: ST-Approximant
via Iterierten Kontraktionen; Knoten = Zellen-Ecken aller Skalen; Kanten = Simplex-Kanten auf allen Skalen. Laplace L=D-A liefert das lokale Einteilchen-Hamiltonian. Für den 3D-ST ist Spektralstruktur/Laplacian dokumentiert. (Cambridge University Press & Assessment, JSTOR, arXiv)
- Zustand & Korrelationen: Diagonalisierung von H, Projektion auf die niedrigsten M Eigenmoden ⇒ Korrelationsmatrix
. Aus Reduktionenfolgen
-
,
-
,
- Vertex-Belegungen diag
-
= Mittel der Beträge im Kreuzblock. (arXiv)
-
- Regionen & Exklusivität: Drei disjunkte Mengen:
- ROT: eine Level-4-Zelle,
- GELB: ein Level-2-Subfraktal,
- GRÜN: äußere Ecken (Level-0-Drahtgitter).
Exklusive Zuweisung garantiert keine gemeinsamen Knoten; I>0 bleibt möglich, weil Kopplungen über Schnittkanten bestehen (Area-Law-Logik). (Physical Review Link Manager, arXiv)
- Schnittmetriken & Skalenanalyse:
(BFS auf dem Graph),. Zusätzlich: Birth-Level-Partition (erstes Auftreten eines Knotens in der Hierarchie) ⇒als Coarse-Graining-Spuren. Die beobachtete Skalierung entspricht der bekannten Area-Law-Phänomenologie lokaler Gittermodelle. (Physical Review Link Manager)
Ausgaben: große PNG (3D-Ansicht mit allen Kennzahlen), GIF (Rotation), CSVs (Regionen/Paar-Metriken/Level-Entropien) und ein Liniendiagramm
Was gezeigt wird – und was (noch) nicht
Gezeigt:
- Entanglement & MI entstehen ohne geometrische Überlappung der Mengen; sie korrelieren mit Schnittfläche (
}) und Abstand (). Das entspricht dem Bild lokaler Hamiltonians und Lieb-Robinson-Schranken (effektive „Lichtkegel“), die die Grundlage für Area-Laws bilden. (SpringerLink, projecteuclid.org, Physical Review Link Manager)
Nicht gezeigt:
- Keine Bell-Tests (keine Mess-Settings/CHSH), keine Dynamik (nur Grundzustand), keine Wechselwirkungen und keine Raumzeit/Kosmologie im Modell selbst—diese Punkte sind Ausblick (s.u.).
Warum gerade der ST-Ur-Graph?
- Mathematisch streng & p.c.f.: Für ST-Fraktale existieren Dirichletformen, Laplace, Spektrum, Heat-Kernels—eine rigorose Bühne für Physik auf selbstähnlichen Geometrien. (Cambridge University Press & Assessment, JSTOR)
- Fraktale Randdimension: „Flächenmaß“ ist nicht-integer; damit wird Entanglement-Skalierung direkt gegen ein fraktales Randmaß testbar—etwas, das glatte Gitter nicht leisten. (Physical Review Link Manager)
- Hierarchie eingebaut: Die Birth-Level-Zerlegung liefert ein kanonisches Coarse-Graining (ohne frei designte RG-Moves). Das passt inhaltlich zur TI, in der Reduktion/Teilspur die zentrale operative Rolle spielt. (arXiv)
These (stark, aber präzise): Unter deterministischen, rein graph-basierten, p.c.f.-selbstähnlichen Setups mit voll entwickelter Analysis ist der ST-Ansatz derzeit einzigartig praktisch: Man kann sofort „Physik auf dem Graph“ betreiben (Spektren, Korrelationen, Entropien, Transport), ohne (semi)klassische Zusatzannahmen wie glatte Metrik oder Kontinuumsfeld. (Cambridge University Press & Assessment, JSTOR, arXiv)
Einordnung im „Landscape“
Lattice-QFT: Kontinuumslimes & Symmetrien gut kontrollierbar, aber glatte Dimension; unser Modell ergänzt durch fraktales Randmaß und exakte Multiskalen-Geometrie. (vgl. Wilson-Lattice) (Physical Review Link Manager)
Tensor-Netze/MERA: Multiskalig und Area-Law-freundlich—doch Geometrie ist meist „algorithmisch“. ST ist die geometrische MERA-Analogie mit echter Einbettung; Entanglement misst reale Schnittflächen im Fraktal. (Physical Review Link Manager, arXiv)
Causal Sets/CDT/LQG: Raumzeit-Emergenz, aber technisch/stochastisch schwer. Der ST-Ansatz ist deterministisch und schnell simulierbar—als Vorhof, um Lokalität/Skalen und Transport sauber zu studieren, bevor man Lorentzstruktur einführt. (Physical Review Link Manager)
Topologische Ordnungen/Fractons: Nichttriviale Korrelationen und anomale Transporte; ST liefert die exakte fraktale Bühne für spätere Toric-Code/String-Net-Varianten. (Physical Review Link Manager)
Algebraische QFT (Operatornetze): Lokalitätsaxiome sind klar; auf Fraktalen selten „out-of-the-box“. Die ST-Hierarchie lädt ein, lokale Netze in der Graph-Metrik zu definieren und Nuclearität/Split ↔ Area-Law numerisch zu testen. (Hintergrund: Area-Law-Reviews) (Physical Review Link Manager)
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