Research Diary

First Verification Results(1차 검증 내용)

Qaether 2025. 5. 4. 11:53

아래는 현재까지 진행한 정의, 구축, 수식화, 검증Qaether 이론의 전체적 검증 체계분야별로 정리한 것입니다.
이론적 정합성, 수학적 성립성, 물리적 구현 가능성의 세 축에서 주요 검증 결과를 포괄적으로 재정리합니다.

Qaether 이론: 지금까지의 검증된 이론 정리

1. 공간 격자 구조와 방향성

* FCC 격자 기반 모델 유도

  • 12개 고정 방향 \(D_{\mathrm{FCC}}\)을 통한 결합 방향 이산화
  • \(\vec{r}_{ij} / \ell_p \in D_{\mathrm{FCC}}\) 조건으로 거리 개념이 관계적으로 정의됨
  • FCC 결합 기준으로 정렬 함수 \(f_{ij} = |\vec{Z}_i \cdot \vec{d}_{ij}| \cdot |\vec{Z}_j \cdot \vec{d}_{ji}|\) 도입

* 로렌츠 대칭 평균 회복

  • FCC 격자 위의 위상 진동자 모델로부터 군속도 \(\nabla_{\vec{q}} \omega(\vec{q})\)의 방향 독립성 검증
  • ➜ 장파장 극한 \(\lambda \gg \ell_p\)에서 로렌츠 대칭 회복 가능성 확인

 

2. 위상 양자화와 이산 결합 조건

* 위상차 양자화 조건

  • 결합 허용 조건: \(\Delta \phi_{ij} \in \mathbb{Z}_6 \cdot \pi/3\)
  • FCC의 C₆ 회전대칭성 기반으로 물리적으로 타당

* Z₆ 위상 조건의 물리적 해석

  • Clock model, Zₙ gauge theory, Berry phase와의 수학적 연결 고리 탐구
  • 위상차 양자화 조건이 양자역학적 불연속 구조와 정합됨

 

3. 시간 정의와 척도 불변성

* 유효 시간 \(\tau\) 정의

  • 정규화 정의:$$\tau := \int \sqrt{ \frac{1}{N} \sum_{(i,j)} \left( \frac{\delta \phi_{ij}}{\phi_0} \right)^2 }\, d\delta\tau \quad \text{with } \phi_0 = \pi/3$$
  • 척도 불변성(scale invariance) 만족 → \(\phi_i \to \lambda \phi_i\)\(\tau\) 불변

* 위상 엔트로피와의 상보 관계

  • 엔트로피 정의:$$S(\tau) = - \sum_{\alpha \in \mathbb{Z}_6} p_\alpha \ln p_\alpha$$
  • 진화 방정식:$$\frac{dS}{d\tau} = \alpha \left(1 - \frac{S}{\ln 6} \right)$$
  • \(\tau\): 누적 변화량, \(S(\tau)\): 순간적 무질서
  • 상보적 관계 확인

 

4. 위상 진동자 동역학

* 동역학 well-posedness 분석

  • 위상 진동자 방정식:$$\frac{d^2 \phi_i}{d\tau^2} = 6\epsilon_\phi \sum_j A_{ij} \sin(6(\phi_j - \phi_i))$$
  • 해 존재성, 유일성, 안정성 확인 → well-posed ODE system

* 초기 조건 민감도 분석

  • 작은 오차 \(\delta \phi(0)\)에 대한 시간적 감쇠/발산 구조 검증
  • 약한 민감도 (soft sensitive): 불안정하거나 혼돈적이지 않음

 

5. 국소 복소 파동함수 동역학

* 파동함수 \(\psi_i = A_i e^{i\phi_i}\) 정의

  • 파동함수 동역학 유도:$$\frac{d^2 \psi_i}{d\tau^2} \approx - \left( \frac{d\phi_i}{d\tau} \right)^2 \psi_i + i \cdot 6\epsilon_\phi \sum_j A_{ij} \sin(6(\phi_j - \phi_i)) \cdot \psi_i$$
  • 국소 동역학과 연결되는 진화 식 확보 → 개별 Qaether 단위의 파동동역학 가능

 

6. 결합 해밀토니안과 Void 기반 질량/곡률 생성

* Void 팽창 함수 정식화

  • 팽창량:$$\Delta V(m) = \alpha \ell_p^3 \left( 1 - \frac{m}{12} \right)^k$$

* 결합 결핍 ↔ 곡률 대응 수식

  • 곡률-void 대응:$$R(x) = R_0 + \alpha_1 \rho_v + \alpha_2 \rho_v^2$$
  • 공간결핍량(결합 수 부족)이 곡률 및 질량 생성으로 이어짐
    중력 기원 모델 가능성 확보

 

7. 양자 요동 및 고전 전이 구조

* 양자적 위상 요동 해석

  • \(\phi_i \sim\) 확률변수, \(\mathbb{P}(\Delta\phi_{ij}) \sim \exp(-E_{ij}/\hbar_{\text{eff}})\)

* 양자-고전 전이 조건 정식화

  • 확률적 고전 전이 조건:$$\mathbb{P}(\Delta \phi_{ij} = \alpha) > 1 - \epsilon \quad \Rightarrow \quad \text{고전적 결합 형성}$$
  • 이산 진동자의 stochastic → deterministic 전이 모델 구조 확보

 

8. 에너지 보존 vs 위상 재배열 속도 보존

* 일반적 에너지 보존 어려움 인정

  • 공간 결합 구조가 시간에 따라 바뀌기 때문에 일반적 에너지 보존 불가능

* 대체 보존 개념 도입: 위상 재배열 속도 보존

  • 위상 변화율의 정보 흐름을 보존 법칙으로 재정의
  • 작용 원리 기반의 엔트로피 보존/재배열 보존 해석 가능성 확보

 

총결론: 이론적 정합성

항목 검증 결과

공간 격자 기반 FCC 방향성, 거리 내재화
결합 규칙 위상차, 회전축 정렬, 이산 방향
시간 정의 척도 불변성 + 정보 누적성
위상 진동자 해 존재/유일성/안정성
파동함수 복소 진폭 정의 + 진화식 확보
곡률 생성 Void 기반 곡률 모델 수립
양자-고전 전이 \(\mathbb{P}(\Delta\phi)\) 기반 전이 조건
보존 법칙 에너지 대신 위상 정보 흐름 보존 고려 가능

 

 

-------------------

 

The following is a summary of the overall verification system of the Qaether theory that has been defined, constructed, formulated, and validated to date, organized by field. We comprehensively reorganize the key verification results along three axes: theoretical consistency, mathematical validity, and physical implementability.

**Qaether Theory: Summary of Verified Theories to Date**

1. **Spatial Lattice Structure and Directionality**
   - Derivation of the FCC lattice-based model
     The coupling direction is discretized through 12 fixed directions \(D_{\mathrm{FCC}}\). The concept of distance is relationally defined under the condition \(\vec{r}_{ij} / \ell_p \in D_{\mathrm{FCC}}\). The alignment function based on FCC coupling is introduced as \(f_{ij} = |\vec{Z}_i \cdot \vec{d}_{ij}| \cdot |\vec{Z}_j \cdot \vec{d}_{ji}|\).
   - Verification of Lorentz symmetry recovery
     The direction independence of group velocity \(\nabla_{\vec{q}} \omega(\vec{q})\) is verified from the model of a topological oscillator on the FCC lattice. ➜ The possibility of Lorentz symmetry recovery is confirmed in the long-wavelength limit \(\lambda \gg \ell_p\).

2. **Topological Quantization and Discrete Coupling Conditions**
   - Conditions for topological phase quantization
     Coupling allowance condition: \(\Delta \phi_{ij} \in \mathbb{Z}_6 \cdot \pi/3\) is physically valid based on the C₆ rotational symmetry of the FCC.
   - Physical interpretation of the \(Z₆\) topological condition
     Exploration of the mathematical connection to clock models, \(Z_n\) gauge theories, and Berry phases. ➜ The phase difference quantization condition is consistent with quantum mechanics' discontinuous structures.

3. **Time Definition and Scale Invariance**
   - Definition of effective time \(\tau\)
     Normalization definition: $$\tau := \int \sqrt{ \frac{1}{N} \sum_{(i,j)} \left( \frac{\delta \phi_{ij}}{\phi_0} \right)^2 }\, d\delta\tau \quad \text{with } \phi_0 = \pi/3$$
     It satisfies scale invariance → \(\phi_i \to \lambda \phi_i\) preserves \(\tau\).
   - Complementary relationship with topological entropy
     Definition of entropy: $$S(\tau) = - \sum_{\alpha \in \mathbb{Z}_6} p_\alpha \ln p_\alpha$$
     Evolution equation: $$\frac{dS}{d\tau} = \alpha \left(1 - \frac{S}{\ln 6} \right)$$
     ➜ \(\tau\): cumulative change, \(S(\tau)\): instantaneous disorder. Confirmation of complementary relationship.

4. **Dynamics of Topological Oscillators**
   - Analysis of well-posedness in dynamics
     Topological oscillator equation: $$\frac{d^2 \phi_i}{d\tau^2} = 6\epsilon_\phi \sum_j A_{ij} \sin(6(\phi_j - \phi_i))$$
     Verification of existence, uniqueness, and stability of solutions → well-posed ODE system.
   - Sensitivity analysis of initial conditions
     Validation of temporal decay/divergence structure for small errors \(\delta \phi(0)\). ➜ Weak sensitivity (soft sensitive): not unstable or chaotic.

5. **Dynamics of Local Complex Wave Functions**
   - Definition of wave function \(\psi_i = A_i e^{i\phi_i}\)
     Derivation of wave function dynamics: $$\frac{d^2 \psi_i}{d\tau^2} \approx - \left( \frac{d\phi_i}{d\tau} \right)^2 \psi_i + i \cdot 6\epsilon_\phi \sum_j A_{ij} \sin(6(\phi_j - \phi_i)) \cdot \psi_i$$
     Secured an evolution equation connected to local dynamics → Potential for wave dynamics of individual Qaether units.

6. **Coupling Hamiltonian and Void-based Mass/Curvature Generation**
   - Formalization of void expansion function
     Expansion amount: $$\Delta V(m) = \alpha \ell_p^3 \left( 1 - \frac{m}{12} \right)^k$$
   - Corresponding equations for coupling deficiency ↔ curvature
     Curvature-void correspondence: $$R(x) = R_0 + \alpha_1 \rho_v + \alpha_2 \rho_v^2$$
     Spatial deficiencies (lack of coupling) lead to curvature and mass generation.
     → Possibility of a gravitational origin model secured.

7. **Quantum Fluctuations and Classical Transition Structures**
   - Interpretation of quantum topological fluctuations
     \(\phi_i \sim\) random variable, \(\mathbb{P}(\Delta\phi_{ij}) \sim \exp(-E_{ij}/\hbar_{\text{eff}})\).
   - Formalization of quantum-classical transition conditions
     Stochastic classical transition condition: $$\mathbb{P}(\Delta \phi_{ij} = \alpha) > 1 - \epsilon \quad \Rightarrow \quad \text{Formation of classical coupling}$$
     Secured model structure for stochastic → deterministic transitions of discrete oscillators.

8. **Energy Conservation vs Topological Rearrangement Rate Conservation**
   - Acknowledgment of difficulties in general energy conservation
     General energy conservation is not possible because spatial coupling structures change over time.
   - Introduction of an alternative conservation concept: conservation of topological rearrangement rate
     Redefinition of conservation law as preserving the information flow of topological change.
     Potential for interpretations based on the conservation of entropy and rearrangement preservation secured.

**Conclusion: Theoretical Consistency**
Verification results by item:

- Spatial lattice basis: FCC directionality, inherent distance
- Coupling rules: phase difference, axis alignment, discrete directions
- Time definition: scale invariance + information accumulation
- Topological oscillator: existence/uniqueness/stability of solutions
- Wave function: definition of complex amplitudes + secured evolution equations
- Curvature generation: establishment of void-based curvature model
- Quantum-classical transition: transition conditions based on \(\mathbb{P}(\Delta\phi)\)
- Conservation laws: considering the preservation of topological information flow instead of energy.