Traditionellt, en kvantharmonisk oscillatormodell används för att beskriva de små vibrationerna i en diatomisk molekyl, men beskrivningen är också universell i den meningen att den kan utvidgas till en mängd andra situationer inom fysiken och bortom. Ett exempel på detta illustreras i en ny studie, där forskare visar att den återställande kraften i en vibrerande kvantharmonisk oscillator ger en bra approximation av marknadskraften som återställer en fluktuerande aktieåtergång till jämvikt.

Forskarna, K. Ahn och medförfattare, har publicerat en artikel om deras tillämpning av en kvantharmonisk oscillator på dynamiken i aktieavkastning i en ny utgåva av EPL .

"Vi förbättrar modelleringen av aktieavkastningsfördelningar genom att föreslå en kvantharmonisk oscillator som en modell för marknadskraften som drar aktieavkastning från kortsiktiga fluktuationer till den långsiktiga jämvikten, " berättade medförfattaren Moo Young Choi vid Seoul National University Phys.org . "Den välutvecklade kvantmetoden ger oss både en analytisk lösning på aktieavkastningsfördelningen och insikt i det väsentliga i aktieavkastningsbeteenden."

Under de senaste åren, det har blivit vanligare att analysera aktiekursernas dynamik genom att använda kvantfysiska modeller, t.ex. de som beskriver rörelsen av en instängd partikel i en brunn eller en partikel som genomgår quantum Brownian rörelse. En fördel med kvantmodeller jämfört med traditionella är att de ofta är bättre på att införliva effekterna av marknadsförhållanden på aktieavkastningen, som uppstår av hur kvantmodellerna redogör för partiklarnas energinivåer. Detta leder till mer exakt modellering överlag.

I den nya studien, forskarna fokuserade på att modellera en viss marknadskraft som har varit svår att fånga i tidigare modeller. Empiriska bevis visar att när en aktieavkastning fluktuerar på kort sikt, det finns en marknadskraft som drar tillbaka den fluktuerande aktieavkastningen till sin långsiktiga jämvikt. Denna kraft är relaterad till begreppet medelåtergång, vilket är en akties tendens att återgå till sitt genomsnittliga pris.

I klassisk fysik, en harmonisk oscillator är ett system som svänger (som en pendel) bort från sin jämvikt men har en återställande kraft som återställer den till jämvikt. Kvantanalogen, en kvantharmonisk oscillator, är också ett system som är förskjutet från jämvikt och har en återställande kraft, men har vissa skillnader jämfört med det klassiska systemet, som att dess energinivåer är kvantiserade (diskreta).

I deras papper, forskarna visar att den återställande kraften i en kvantharmonisk oscillator kan approximera marknadskraften som återställer en fluktuerande aktieåtergång till jämvikt. Genom att tillämpa sin modell på sju års data från Financial Times Stock Exchange All Share Index (en undergrupp av företag som handlas på London Stock Exchange), de visar att den kvantharmoniska oscillatormodellen överträffar andra kvantmodeller.

"Den analytiska lösningen förklarar empiriska fördelningar av aktieavkastning ganska bra, som skiljer vår modell från traditionella aktieavkastningsmodeller, " sade Choi. "Dessutom, tolkningen av fysikbegrepp i samband med ekonomi och finans belyser förhållandet mellan finans och ekonofysiklitteratur."

Som forskarna förklarar, Anledningen till att denna överensstämmelse mellan aktieavkastning och kvantfysik fungerar är att marknadsosäkerheten (eller volatiliteten) motsvarar egenskaperna hos kvantvågsfunktionen och, särskilt, variansen av kvanttillståndet. Inom denna ram, investerarnas kollektiva handelsaktiviteter kan ses som press på aktiekurserna, och mängden tryck motsvarar energinivån hos en oscillerande partikel. En högre marknadsosäkerhet motsvarar en högre energinivå, men volatiliteten begränsas av den finansiella motsvarigheten till en hög energitröskel. Enligt modellen, volatiliteten återgår så småningom till någon jämviktsnivå.

Forskarna förväntar sig att förmågan att noggrant modellera aktiemarknadens dynamik har potentiella tillämpningar för tillgångsprissättning, riskhantering, och tillgångsallokeringsändamål. Resultaten här kan också användas för att jämföra aktieavkastning på olika marknader eller olika typer av portföljer, samt modellera räntan på obligationsmarknaden.

"Först, vi planerar att utöka vår modell till att inkludera marknadsspecifika egenskaper som handelsfriktion, genom att lägga till ett externt fält eller potential på partikeln, till exempel, 10 % daglig avkastningsgräns på den kinesiska marknaden, " sa Choi. "För det andra, modellen kan tillämpas på andra finansiella produkter såsom räntor. Tredje, vi överväger att tillämpa vår modell vidare på riskhantering och tillgångsallokering, såsom värde-at-risk."

© 2018 Phys.org