Pada pengujian sifat kuantum interaksi gravitasi dengan adanya koreksi non-linier terhadap mekanika kuantum

Pada pengujian sifat kuantum interaksi gravitasi dengan adanya koreksi non-linier terhadap mekanika kuantum

Stempel Waktu: 25 Oktober 2023 11:06
On tests of the quantum nature of gravitational interactions in presence of non-linear corrections to quantum mechanics PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Giovanni Spaventa1, Ludovico Lami1,2,3,4, dan Martin B.Plenio1

1Institut Fisika Teoritis dan IQST, Universitรคt Ulm, Albert-Einstein-Allee 11 D-89081, Ulm, Jerman
2QuSoft, Science Park 123, 1098 XG Amsterdam, Belanda
3Institut Matematika Kortewegโ€“de Vries, Universitas Amsterdam, Science Park 105-107, 1098 XG Amsterdam, Belanda
4Institut Fisika Teoretis, Universitas Amsterdam, Science Park 904, 1098 XH Amsterdam, Belanda

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Ketika dua partikel berinteraksi terutama melalui gravitasi dan mengikuti hukum mekanika kuantum, timbulnya keterjeratan dianggap sebagai ciri sifat kuantum dari interaksi gravitasi. Namun, kami menunjukkan bahwa dinamika keterjeratan juga dapat terjadi dengan adanya interaksi kuantum yang lemah dan koreksi non-linier terhadap mekanika kuantum lokal, bahkan jika interaksi gravitasi bersifat klasik atau tidak ada pada jarak pendek. Hal ini menyoroti pentingnya melampaui deteksi keterjeratan untuk menguji secara meyakinkan karakter kuantum gravitasi, dan hal ini memerlukan pemeriksaan menyeluruh terhadap kekuatan gaya kuantum lainnya dan potensi koreksi non-linier terhadap mekanika kuantum di bidang massa besar.

Ringkasan populer

Apakah gravitasi pada dasarnya bersifat kuantum? Salah satu cara untuk menjawab pertanyaan ini adalah dengan mencoba melihat apakah dua partikel dapat terjerat melalui interaksi gravitasi. Faktanya, belitan antar partikel dianggap sebagai ciri sifat gravitasi kuantum. Namun, hasil ini bertumpu pada asumsi tersembunyi: bahwa teori mekanika kuantum pada dasarnya linier, bahkan pada skala yang mengutamakan gravitasi. Dalam karya ini kami menunjukkan bagaimana teori nonlinier dengan gravitasi klasik (atau tanpa gravitasi sama sekali) dapat mereproduksi keterikatan yang sama seperti yang diharapkan dari teori di mana gravitasi diperdagangkan sebagai interaksi kuantum yang koheren, sehingga membuka celah dalam eksperimen semacam ini. Kami kemudian memberikan cara untuk memalsukan model nonlinier ini secara eksperimental, sehingga linearitas teori tersebut tersertifikasi, dan celahnya ditutup.

โ–บ data BibTeX

โ–บ Referensi

[1] RP Feynman, dalam Bab 23 Peran Gravitasi dalam Fisika, Laporan dari Konferensi Chapel Hill 1957.
https: / / doi.org/ 10.34663 / 9783945561294-00

[2] NH Lindner dan A. Peres, Menguji superposisi kuantum medan gravitasi dengan kondensat Bose-Einstein, Phys. Pdt.A 71, 024101 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.024101

[3] D. Kafri dan JM Taylor, Ketimpangan kebisingan untuk gaya klasik, arXiv:1311.4558.
arXiv: 1311.4558

[4] D. Kafri, JM Taylor, dan GJ Milburn, Model saluran klasik untuk dekoherensi gravitasi, New J. Phys. 16, 065020 (2014).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1367-2630/โ€‹16/โ€‹6/โ€‹065020

[5] T. Krisnanda, M. Zuppardo, M. Paternostro, dan T. Paterek, Mengungkap nonklasikalitas benda yang tidak dapat diakses, Phys. Pendeta Lett. 119, 120402 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.120402

[6] C. Marletto dan V. Vedral, Keterikatan yang diinduksi secara gravitasi antara dua partikel masif merupakan bukti yang cukup mengenai efek kuantum dalam gravitasi, Phys. Pendeta Lett. 119, 240402 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.240402

[7] RJ Marshman, A. Mazumdar, dan S. Bose, Lokalitas & keterjeratan dalam pengujian di atas meja tentang sifat kuantum gravitasi linier, Phys. Pdt.A 101, 052110 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.052110

[8] TD Galley, F. Giacomini, dan JH Selby, Teorema terlarang tentang sifat medan gravitasi di luar teori kuantum, Quantum 6, 779 (2022).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.22331/โ€‹q-2022-08-17-779

[9] M. Christodoulou, A. Di Biagio, M. Aspelmeyer, C. Brukner, C. Rovelli, dan R. Howl, Keterikatan yang dimediasi secara lokal dalam Gravitasi Kuantum yang dilinearisasi, Phys. Pendeta Lett. 130, 100202 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.130.100202

[10] D. Carney, Newton, belitan, dan graviton, Phys. Pdt.D 105, 024029 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.105.024029

[11] V. Fragkos, M. Kopp, dan I. Pikovski, Tentang inferensi kuantisasi dari keterikatan yang disebabkan oleh gravitasi, AVS Quantum Sci. 4, 045601 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0101334

[12] MJW Hall dan M. Reginatto, Tentang dua proposal terbaru untuk menyaksikan gravitasi nonklasik, J. Phys. A 51, 085303 (2018); E. Marconato dan C. Marletto, Pembenaran saksi non-klasikalitas berbasis keterikatan dalam sistem hibrida, arXiv:2102.10615; MJW Hall dan M. Reginatto, Mengomentari `Pembenaran saksi non-klasikalitas berbasis keterjeratan dalam sistem hibrida', arXiv:2111.05033.
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1751-8121/โ€‹aaa734
arXiv: 2111.05033

[13] K. Dรถner dan A. GroรŸardt, Apakah keterikatan gravitasi merupakan bukti kuantisasi ruangwaktu? Ditemukan. Fis. 52, 101 (2022).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1007/โ€‹s10701-022-00619-0

[14] TWB Kibble, Model relativistik mekanika kuantum non-linier, Commun. Matematika. Fis. 64, 73 (1978).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01940762

[15] TWB Kibble dan S. Randjbar-Daemi, Kopling non-linier teori kuantum dan gravitasi klasik. J.Fisika. J: Matematika. Kejadian 13, 141 (1980).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹0305-4470/โ€‹13/โ€‹1/โ€‹015

[16] JS Pedernales, GW Morley, dan MB Plenio, Pemisahan dinamis gerak untuk interferometri gelombang materi, Phys. Pendeta Lett. 125, 023602 (2020); JS Pedernales, GW Morley, dan MB Plenio, arXiv:1906.00835.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.023602
arXiv: 1906.00835

[17] S. Weinberg, Tes presisi mekanika kuantum, Phys. Pendeta Lett. 62, 485 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.62.485

[18] S. Weinberg, Menguji mekanika kuantum, Ann. Fis. 194, 336 (1989).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1016/โ€‹0003-4916(89)90276-5

[19] N. Gisin, mekanika kuantum non-linier Weinberg dan komunikasi superluminal, Phys. Biarkan. A 143, 1 (1989).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1016/โ€‹0375-9601(90)90786-N

[20] M. Czachor, Mobilitas dan non-keterpisahan, Ditemukan. Fis. Biarkan. 4, 351 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF00665894

[21] J. Polchinski, mekanika kuantum non-linier Weinberg dan paradoks Einstein-Podolpsky-Rosen, Phys. Pendeta Lett. 66, 397 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.66.397

[22] A. Kent, Non-linearitas tanpa superluminalitas, Phys. Pdt.A 72, 012108 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012108

[23] JJ Bollinger, DJ Heinzen, WM Itano, SL Gilbert, dan DJ Wineland, Uji linearitas mekanika kuantum dengan spektroskopi rf keadaan dasar ${}^9$Be${}^+$, Phys. Pendeta Lett. 63, 1031 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.63.1031

[24] J. Schmรถle, M. Dragosits, H. Hepach, dan M. Aspelmeyer, Eksperimen pembuktian prinsip mikromekanis untuk mengukur gaya gravitasi massa miligram, Classical Quant. Grav. 33, 125031 (2016).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹0264-9381/โ€‹33/โ€‹12/โ€‹125031

[25] S. Bose, A. Mazumdar, GW Morley, H. Ulbricht, M. Toros, M. Paternostro, AA Geraci, PF Barker, MS Kim, dan G. Milburn, Saksi keterjeratan spin untuk gravitasi kuantum, Phys. Pendeta Lett. 119, 240401 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.240401

[26] D. Carney, H. Mรผller, dan JM Taylor, Menguji gravitasi kuantum dengan penginderaan informasi interaktif, PRX Quantum 2, 030330 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030330

[27] K. Streltsov, JS Pedernales, dan MB Plenio, Tentang pentingnya kebangkitan interferometri untuk deskripsi dasar gravitasi, Alam Semesta 8, 58 (2022).
https: / / doi.org/ 10.3390 / universe8020058

[28] JS Pedernales, K. Streltsov, dan MB Plenio, Meningkatkan interaksi gravitasi antara sistem kuantum dengan mediator masif, Phys. Pendeta Lett. 128, 110401 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.110401

[29] T. Krisnanda, GY Tham, M. Paternostro, dan T. Paterek, Keterikatan kuantum yang dapat diamati akibat gravitasi, npj Quant. Inf. 6, 12 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-020-0243-y

[30] F. Cosco, JS Pedernales, dan MB Plenio, Peningkatan sensitivitas dan keterikatan gaya dalam optomekanik yang digerakkan secara berkala, Phys. Pdt.A 103, L061501 (2021).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1103/โ€‹PhysRevA.103.L061501

[31] T. Weiss, M. Roda-Llordes, E. Torrontegui, M. Aspelmeyer, dan O. Romero-Isart, Delokalisasi kuantum besar dari nanopartikel melayang menggunakan kontrol optimal: aplikasi untuk penginderaan gaya dan keterjeratan melalui gaya lemah, Phys. Pendeta Lett. 127, 023601 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.023601

[32] CH Bennett, HJ Bernstein, S. Popescu, dan B. Schumacher. Mengkonsentrasikan keterikatan parsial pada operasi lokal, Phys. Pdt.A 53, 2046 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.53.2046

[33] MB Plenio dan S. Virmani, Quant. Inf. Komp. 7, 1 (2007).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1007/โ€‹978-3-319-04063-9_8

[34] HBG Casimir dan D. Polder. Pengaruh Retardasi pada Pasukan London-van der Waals, Phys. Wahyu 73, 360 (1948).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.73.360

[35] WM Zhang dan R. Gilmore, Koheren menyatakan: teori dan beberapa aplikasi, Rev. Mod. Fis. 62, 4 (1990).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.62.867

[36] F. Casas, A. Murua dan M. Nadinic, Perhitungan rumus Zassenhaus yang efisien, Comput. Fis. Komunitas. 183, 11 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.cpc.2012.06.006

[37] J. Oppenheim, C. Sparaciari, B. Soda, dan Z. Weller-Davies, Dekoherensi yang diinduksi gravitasi vs difusi ruang-waktu: menguji sifat kuantum gravitasi, Quantum 7, 891 (2023).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.22331/โ€‹q-2023-01-03-891

[38] N. Brunner, D. Cavalcanti, S. Pironio, V. Scarani, dan S. Wehner, Bell nonlocality, Rev. Mod. Phys 86, 419 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419

[39] D. Calvani, A. Cuccoli, NI Gidopoulos dan P. Verrucchi, Representasi parametrik sistem kuantum terbuka dan persilangan dari lingkungan kuantum ke klasik, Proc. Nat. Akademik. Sains. 110, 6748 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1217776110

[40] G. Spaventa dan P. Verrucchi, Sifat dan asal operator yang memasuki persamaan induk sistem kuantum terbuka, Open Syst. Inf. Dyn. 29(02), 2250010 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S123016122250010X

[41] LG Yaffe, Batas N Besar sebagai mekanik klasik, Rev. Mod. Fis. 54, 407 (1982).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.54.407

[42] J. Rembieliล„ski dan P. Caban Evolusi dan pensinyalan nonlinier, Phys. Penelitian Pdt 2, 012027 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.012027

Dikutip oleh

[1] Ludovico Lami, Julen S. Pedernales, dan Martin B. Plenio, โ€œMenguji sifat kuantum gravitasi tanpa keterikatanโ€, arXiv: 2302.03075, (2023).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2023-10-25 15:08:50). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

Tidak dapat mengambil Crossref dikutip oleh data selama upaya terakhir 2023-10-25 15:08:49: Tidak dapat mengambil data yang dikutip oleh untuk 10.22331 / q-2023-10-25-1157 dari Crossref. Ini normal jika DOI terdaftar baru-baru ini.

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum