1Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI) Vienna, Austrian Academy of Sciences, Boltzmanngasse 3, A-1090 Vienna, Austria
2Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ), Σχολή Φυσικής, Πανεπιστήμιο της Βιέννης, Boltzmanngasse 5, A-1090 Vienna, Austria
3Dipartimento di Fisica, La Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, Roma, Ιταλία
4Aix-Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT, Μασσαλία, Γαλλία
5Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, USA
6Βασική Ερευνητική Κοινότητα για τη Φυσική eV, Mariannenstraße 89, Λειψία, Γερμανία
Βρείτε αυτό το άρθρο ενδιαφέρουσα ή θέλετε να συζητήσετε; Scite ή αφήστε ένα σχόλιο για το SciRate.
Περίληψη
Ο χρόνος στην κλίμακα Planck ($sim 10^{-44},mathrm{s}$) είναι ένα ανεξερεύνητο φυσικό καθεστώς. Πιστεύεται ευρέως ότι η ανίχνευση του χρόνου Planck θα παραμείνει για πολύ ένα αδύνατο έργο. Ωστόσο, προτείνουμε ένα πείραμα για να ελέγξουμε τη διακριτικότητα του χρόνου στην κλίμακα Planck και να εκτιμήσουμε ότι δεν απέχει πολύ από τις τρέχουσες τεχνολογικές δυνατότητες.
Επιλεγμένη εικόνα: Προβολή χωροχρόνου του προτεινόμενου πειράματος. Μια μικρή μάζα $m$ υφίσταται μια υπέρθεση διαδρομής εξαρτώμενης από το σπιν στο βαρυτικό πεδίο μιας άλλης μάζας $M$. Οι δύο κλάδοι συσσωρεύουν μια διαφορά στη φάση $deltaphi$ λόγω της βαρυτικής αλληλεπίδρασης. Σε γενικούς σχετικιστικούς όρους, η διαφορά στη φάση οφείλεται σε μια διαφορά $deltatau$ στους κατάλληλους χρόνους κατά μήκος των δύο τροχιών: $deltaphi=frac{m}{m_P}frac{deltatau}{t_P},$ όπου $m_P$ και $ t_P$ είναι η μάζα Planck και ο χρόνος Planck, αντίστοιχα. Εάν το $deltatau$ μπορεί να λάβει μόνο ένα πεπερασμένο σύνολο τιμών, τότε το ίδιο ισχύει και για το $deltaphi$. Δείχνουμε ότι, κάτω από ορισμένες υποθέσεις, υπάρχει μια σειρά από πειραματικές παραμέτρους που επιτρέπουν την ανίχνευση μιας υποθετικής κοκκοποίησης του χρόνου.
[Ενσωματωμένο περιεχόμενο]
► Δεδομένα BibTeX
► Αναφορές
[1] Οι G. Edward Marti, Ross B. Hutson, Akihisa Goban, Sara L. Campbell, Nicola Poli και Jun Ye. "Οπτικές συχνότητες απεικόνισης με ακρίβεια 100 $mu$Hz και ανάλυση 1.1 $mu$m". Physical Review Letters 120, 103201 (2018). arXiv:1711.08540.
https://doi.org/10/gc5sj2
arXiv: 1711.08540
[2] Garrett Wendel, Luis Martinez και Martin Bojowald. «Φυσικές επιπτώσεις μιας θεμελιώδους χρονικής περιόδου». Physical Review Letters 124, 241301 (2020). arXiv:2005.11572.
https://doi.org/10/gm7w6s
arXiv: 2005.11572
[3] Sougato Bose, Anupam Mazumdar, Gavin W. Morley, Hendrik Ulbricht, Marko Toroš, Mauro Paternostro, Andrew Geraci, Peter Barker, MS Kim και Gerard Milburn. «A Spin Entanglement Witness for Quantum Gravity». Physical Review Letters 119, 240401 (2017). arXiv:1707.06050.
https://doi.org/10/gcsb22
arXiv: 1707.06050
[4] Chiara Marletto και Vlatko Vedral. «Η εμπλοκή που προκαλείται από τη βαρύτητα ανάμεσα σε δύο τεράστια σωματίδια είναι επαρκής απόδειξη των κβαντικών επιδράσεων στη βαρύτητα». Physical Review Letters 119, 240402 (2017). arXiv:1707.06036.
https://doi.org/10/gcsjgn
arXiv: 1707.06036
[5] Ryan J. Marshman, Anupam Mazumdar και Sougato Bose. «Τοπικότητα και εμπλοκή στην επιτραπέζια δοκιμή της κβαντικής φύσης της γραμμικοποιημένης βαρύτητας». Φυσική Ανασκόπηση A 101, 052110 (2020). arXiv:1907.01568.
https://doi.org/10/gm7w6z
arXiv: 1907.01568
[6] Οι Tanjung Krisnanda, Guo Yao Tham, Mauro Paternostro και Tomasz Paterek. «Παρατηρήσιμη κβαντική εμπλοκή λόγω της βαρύτητας». npj Quantum Information 6, 12 (2020). arXiv:1906.08808.
https://doi.org/10/ggz5q7
arXiv: 1906.08808
[7] Sougato Bose. «Επιτραπέζια δοκιμή της κβαντικής φύσης της βαρύτητας: Υποθέσεις, συνέπειες και πρακτικές μιας πρότασης» (2020).
[8] Richard Howl, Vlatko Vedral, Devang Naik, Μάριος Χριστοδούλου, Carlo Rovelli και Aditya Iyer. «Ο μη-Γκαουσιανισμός ως υπογραφή μιας κβαντικής θεωρίας της βαρύτητας». PRX Quantum 2, 010325 (2021). arXiv:2004.01189.
https://doi.org/10/gkq6wg
arXiv: 2004.01189
[9] Markus Arndt και Klaus Hornberger. «Δοκιμή των ορίων των κβαντομηχανικών υπερθέσεων». Nature Physics 10, 271–277 (2014). arXiv: 1410.0270.
https://doi.org/10/f3sqz7
arXiv: 1410.0270
[10] Oriol Romero-Isart, Mathieu L. Juan, Romain Quidant και J. Ignacio Cirac. «Προς την κβαντική υπέρθεση των ζωντανών οργανισμών». New Journal of Physics 12, 033015 (2010). arXiv:0909.1469.
https://doi.org/10/cbr7wn
arXiv: 0909.1469
[11] Sandra Eibenberger, Stefan Gerlich, Markus Arndt, Marcel Mayor και Jens Tüxen. «Παρεμβολή ύλης-κύματος με σωματίδια επιλεγμένα από μοριακή βιβλιοθήκη με μάζες άνω των 10000 amu». Physical Chemistry Chemical Physics 15, 14696 (2013). arXiv:1310.8343.
https://doi.org/10/f3sqz8
arXiv: 1310.8343
[12] Μάριος Χριστοδούλου και Κάρλο Ροβέλι. «Σχετικά με τη δυνατότητα εργαστηριακών στοιχείων για κβαντική υπέρθεση γεωμετριών». Physics Letters B 792, 64–68 (2019). arXiv:1808.05842.
https://doi.org/10/gj6ssc
arXiv: 1808.05842
[13] Μάριος Χριστοδούλου και Κάρλο Ροβέλι. «Σχετικά με τη δυνατότητα πειραματικής ανίχνευσης της διακριτικότητας του χρόνου». Frontiers in Physics 8, 207 (2020). arXiv:1812.01542.
https://doi.org/10/gj6ssf
arXiv: 1812.01542
[14] Sougato Bose και Gavin W. Morley. «Υπέρθεση ύλης και σπιν σε πείραμα κενού (MASSIVE)» (2018). arXiv:1810.07045.
arXiv: 1810.07045
[15] Hadrien Chevalier, AJ Paige και MS Kim. «Μαρτυρία της μη κλασικής φύσης της βαρύτητας παρουσία άγνωστων αλληλεπιδράσεων». Φυσική Ανασκόπηση A 102, 022428 (2020). arXiv:2005.13922.
https://doi.org/10/ghcmzz
arXiv: 2005.13922
[16] R. Colella, AW Overhauser και SA Werner. «Παρατήρηση της βαρυτικά επαγόμενης κβαντικής παρεμβολής». Physical Review Letters 34, 1472–1474 (1975).
https://doi.org/10/dktp8g
[17] Hartmut Abele και Helmut Leeb. «Πειράματα βαρύτητας και κβαντικής παρεμβολής με νετρόνια». New Journal of Physics 14, 055010 (2012). arXiv:1207.2953.
https://doi.org/10/f3smc3
arXiv: 1207.2953
[18] Julen S. Pedernales, Gavin W. Morley και Martin B. Plenio. «Κινητική δυναμική αποσύνδεση για συμβολομετρία ύλης-κύματος». Physical Review Letters 125, 023602 (2020). arXiv:1906.00835.
https://doi.org/10/ghcp3t
arXiv: 1906.00835
[19] Thomas W. van de Kamp, Ryan J. Marshman, Sougato Bose και Anupam Mazumdar. «Μάρτυρας Κβαντικής Βαρύτητας μέσω Διαπλοκής Μαζών: Προβολή Casimir». Φυσική Ανασκόπηση A 102, 062807 (2020). arXiv:2006.06931.
https://doi.org/10/gm7w6x
arXiv: 2006.06931
[20] H. Pino, J. Prat-Camps, K. Sinha, BP Venkatesh, and O. Romero-Isart. «Κβαντική παρεμβολή στο τσιπ μιας υπεραγώγιμης μικροσφαίρας». Quantum Science and Technology 3, 025001 (2018). arXiv:1603.01553.
https://doi.org/10/ghfgt3
arXiv: 1603.01553
[21] Εθνικό Εργαστήριο Υψηλού Μαγνητικού Πεδίου. «Επιλεγμένες επιστημονικές δημοσιεύσεις που δημιουργήθηκαν από έρευνα που διεξήχθη στον μαγνήτη 100 Tesla Multi-Shot». Τεχνική αναφορά. Εθνικό Εργαστήριο Υψηλού Μαγνητικού Πεδίου (2020). url: nationalmaglab.org/user-facilities/pulsed-field-facility/instruments-pff/100-tesla-multi-shot-magnet.
https://nationalmaglab.org/user-facilities/pulsed-field-facility/instruments-pff/100-tesla-multi-shot-magnet
[22] JD Carrillo-Sánchez, JMC Plane, W. Feng, D. Nesvorný και D. Janches. «Σχετικά με το μέγεθος και την κατανομή της ταχύτητας των σωματιδίων της κοσμικής σκόνης που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα». Geophysical Research Letters 42, 6518–6525 (2015).
https://doi.org/10/f7pw8f
[23] Μάθιου Ντιν Σβαρτς. «Η κβαντική θεωρία πεδίου και το τυπικό μοντέλο». Cambridge University Press. Νέα Υόρκη (2014).
[24] Andrea Di Biagio (2022). κωδικός: AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots.
https://github.com/AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots
[25] Oriol Romero-Isart. «Κβαντική υπέρθεση τεράστιων αντικειμένων και μοντέλα κατάρρευσης». Physical Review A 84, 052121 (2011). arXiv:1110.4495.
https://doi.org/10/b8njfn
arXiv: 1110.4495
[26] Igor Pikovski, Magdalena Zych, Fabio Costa και Caslav Brukner. «Καθολική αποσυνοχή λόγω βαρυτικής χρονικής διαστολής». Nature Physics 11, 668–672 (2015). arXiv:1311.1095.
https://doi.org/10/5ds
arXiv: 1311.1095
[27] S. Bhagavantam και DAAS Narayana Rao. «Διηλεκτρική σταθερά του διαμαντιού». Nature 161, 729–729 (1948).
https://doi.org/10/c5cb9c
[28] F. Nicastro, J. Kaastra, Y. Krongold, S. Borgani, E. Branchini, R. Cen, M. Dadina, CW Danforth, M. Elvis, F. Fiore, και άλλοι. «Παρατηρήσεις των βαρυονίων που λείπουν στο θερμό-καυτό διαγαλαξιακό μέσο». Nature 558, 406–409 (2018). arXiv:1806.08395.
https://doi.org/10/gkkwhr
arXiv: 1806.08395
[29] Katia M. Ferrière. «Το διαστρικό περιβάλλον του γαλαξία μας». Reviews of Modern Physics 73, 1031–1066 (2001).
https://doi.org/10/fghhgq
[30] G. Gabrielse, X. Fei, L. Orozco, R. Tjoelker, J. Haas, H. Kalinowsky, T. Trainor, and W. Kells. «Χιλιαπλάσια βελτίωση στη μετρούμενη μάζα αντιπρωτονίου». Physical Review Letters 65, 1317–1320 (1990).
https://doi.org/10/bfxv3j
[31] G. Gabrielse. «Σύγκριση του αντιπρωτονίου και του πρωτονίου και ανοίγοντας το δρόμο για το ψυχρό αντιυδρογόνο». Προόδους στην Ατομική, Μοριακή και Οπτική Φυσική. Τόμος 45, σελίδες 1–39. Elsevier (2001).
https://doi.org/10/g3q5
[32] Κόνραντ Ζούζε. "Rechnender Raum (Υπολογισμός Χώρου)". Schriften Zur Dataverarbeitung 1 (1969). url: philpapers.org/rec/ZUSRR.
https://philpapers.org/rec/ZUSRR
[33] Ted Jacobson, Stefano Liberati και David Mattingly. «Παραβίαση Lorentz σε υψηλή ενέργεια: Έννοιες, φαινόμενα και αστροφυσικοί περιορισμοί». Annals of Physics 321, 150–196 (2006). arXiv:astro-ph/0505267.
https://doi.org/10/bgp7t5
arXiv:astro-ph/0505267
[34] AA Abdo, M. Ackermann, M. Ajello, K. Asano, WB Atwood, M. Axelsson, L. Baldini, J. Ballet, G. Barbiellini, MG Baring, και άλλοι. «Ένα όριο στη διακύμανση της ταχύτητας του φωτός που προκύπτει από τα φαινόμενα κβαντικής βαρύτητας». Nature 462, 331–334 (2009).
https://doi.org/10/dvftxs
[35] Τζιοβάνι Αμελίνο-Καμέλια. «Έκρηξη υποστήριξης για τη σχετικότητα». Nature 462, 291–292 (2009).
https://doi.org/10/dwrmk3
[36] Robert J. Nemiroff, Ryan Connolly, Justin Holmes και Alexander B. Kostinski. «Όρια στη φασματική διασπορά από εκρήξεις ακτίνων γάμμα που ανιχνεύονται με Fermi». Physical Review Letters 108, 231103 (2012).
https://doi.org/10/ggf4hv
[37] DP Rideout και RD Sorkin. "A Classical Sequential Growth Dynamics for Causal Set". Physical Review D 61, 024002 (1999). arXiv:gr-qc/9904062.
https://doi.org/10/bvxwn2
arXiv: gr-qc / 9904062
[38] Φέι Ντάουκερ. «Αιτιατικά σύνολα και η βαθιά δομή του χωροχρόνου». Στο Abhay Ashtekar, εκδότης, 100 Years of Relativity. Σελίδες 445–464. World Scientific (2005). arXiv:gr-qc/0508109.
arXiv: gr-qc / 0508109
[39] Rafael D. Sorkin. «Causal Sets: Discrete Gravity (Notes for the Valdivia Summer School)» (2003). arXiv:gr-qc/0309009.
arXiv: gr-qc / 0309009
[40] W. Pauli. «Die allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik». Στο H. Bethe, F. Hund, NF Mott, W. Pauli, A. Rubinowicz, G. Wentzel, and A. Smekal, εκδότες, Quantentheorie. Σελίδες 83–272. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg (1933).
https://doi.org/10/g3q4
[41] Eric A. Galapon. «Το θεώρημα του Pauli και τα κβαντικά κανονικά ζεύγη: Η συνοχή ενός οριοθετημένου, αυτοπροσαρτημένου χρόνου τελεστή κανονικά συζευγμένου με ένα Χαμιλτονιανό με φάσμα μη κενού σημείου». Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 458, 451–472 (2002). arXiv:quant-ph/9908033.
https://doi.org/10/cd4dfw
arXiv: quant-ph / 9908033
[42] Carlo Rovelli και Lee Smolin. «Διακριτικότητα εμβαδού και όγκου στην κβαντική βαρύτητα». Nuclear Physics Β 442, 593–619 (1995). arXiv:gr-qc/9411005.
https://doi.org/10/d9hbgk
arXiv: gr-qc / 9411005
[43] Bianca Dittrich και Thomas Thiemann. «Είναι πραγματικά διακριτά τα φάσματα των γεωμετρικών τελεστών στο Loop Quantum Gravity;». Journal of Mathematical Physics 50, 012503 (2009). arXiv:0708.1721.
https://doi.org/10/ftvhfw
arXiv: 0708.1721
[44] Κάρλο Ροβέλι. "Σχόλιο στο "Είναι πραγματικά διακριτά τα φάσματα των γεωμετρικών τελεστών στην κβαντική βαρύτητα βρόχου;" των B. Dittrich και T. Thiemann» (2007). arXiv:0708.2481.
arXiv: 0708.2481
[45] Carlo Rovelli και Francesca Vidotto. «Κβαντική Βαρύτητα Συνδυαστικού Βρόχου: Μια Στοιχειώδης Εισαγωγή στην Κβαντική Βαρύτητα και τη Θεωρία Spinfoam». Cambridge University Press. Cambridge (2014).
[46] Eugenio Bianchi. «Ο τελεστής μήκους στο Loop Quantum Gravity». Nuclear Physics B 807, 591–624 (2009). arXiv:0806.4710.
https://doi.org/10/bjt6r2
arXiv: 0806.4710
[47] Albert Einstein. “Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen”. Annalen der Physik 322, 549–560 (1905).
https://doi.org/10/cbgg9j
[48] RA Millikan. «Μια νέα τροποποίηση της μεθόδου νέφους για τον προσδιορισμό του στοιχειώδους ηλεκτρικού φορτίου και της πιο πιθανής τιμής αυτού του φορτίου». The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 19, 209–228 (1910).
https://doi.org/10/b2rgjz
[49] RA Millikan. «Σχετικά με το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο και τη σταθερά Avogadro». Physical Review 2, 109–143 (1913).
https://doi.org/10/bcbd4g
Αναφέρεται από
[1] Simone Rijavec, Matteo Carlesso, Angelo Bassi, Vlatko Vedral και Chiara Marletto, «Επιπτώσεις αποσυνοχής σε δοκιμές μη κλασικότητας της βαρύτητας». Νέα Εφημερίδα Φυσικής 23 4, 043040 (2021).
[2] Anne-Catherine de la Hamette, Viktoria Kabel, Esteban Castro-Ruiz και Časlav Brukner, «Falling through masses in superposition: quantum reference frames for indefinite metrics». arXiv: 2112.11473.
[3] Μάριος Χριστοδούλου, Andrea Di Biagio, Markus Aspelmeyer, Časlav Brukner, Carlo Rovelli και Richard Howl, «Τοπική διαμεσολάβηση εμπλοκής μέσω της βαρύτητας από τις πρώτες αρχές», arXiv: 2202.03368.
[4] Carlo Rovelli, «Σκέψεις για τη Φαινομενολογία της Κβαντικής Βαρύτητας», Σύμπαν 7 11, 439 (2021).
Οι παραπάνω αναφορές είναι από SAO / NASA ADS (τελευταία ενημέρωση επιτυχώς 2022-10-06 11:28:20). Η λίστα μπορεί να είναι ελλιπής, καθώς δεν παρέχουν όλοι οι εκδότες τα κατάλληλα και πλήρη στοιχεία αναφοράς.
Δεν ήταν δυνατή η λήψη Crossref αναφερόμενα δεδομένα κατά την τελευταία προσπάθεια 2022-10-06 11:28:18: Δεν ήταν δυνατή η λήψη των αναφερόμενων δεδομένων για το 10.22331 / q-2022-10-06-826 από την Crossref. Αυτό είναι φυσιολογικό αν το DOI καταχωρήθηκε πρόσφατα.
Αυτό το Βιβλίο δημοσιεύεται στο Quantum στο πλαίσιο του Creative Commons Attribution 4.0 Διεθνής (CC BY 4.0) άδεια. Τα πνευματικά δικαιώματα παραμένουν στους κατόχους των πρωτότυπων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας όπως οι δημιουργοί ή τα ιδρύματά τους
