1Institut Optik Kuantum dan Informasi Kuantum (IQOQI) Wina, Akademi Ilmu Pengetahuan Austria, Boltzmanngasse 3, A-1090 Wina, Austria
2Pusat Sains dan Teknologi Kuantum Wina (VCQ), Fakultas Fisika, Universitas Wina, Boltzmanngasse 5, A-1090 Wina, Austria
3Dipartimento di Fisica, La Sapienza Universitร di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, Roma, Italia
4Aix-Marseille Univ, Universitรฉ de Toulon, CNRS, CPT, Marseille, Prancis
5Institut Gravitasi dan Kosmos, Universitas Negeri Pennsylvania, University Park, Pennsylvania 16802, AS
6Komunitas Riset Dasar untuk Fisika eV, Mariannenstraรe 89, Leipzig, Jerman
Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.
Abstrak
Waktu pada skala Planck ($sim 10^{-44},mathrm{s}$) adalah rezim fisik yang belum dijelajahi. Dipercaya secara luas bahwa menyelidiki waktu Planck akan tetap menjadi tugas yang mustahil untuk waktu yang lama. Namun, kami mengusulkan sebuah percobaan untuk menguji perbedaan waktu pada skala Planck dan memperkirakan bahwa itu tidak jauh dari kemampuan teknologi saat ini.
Gambar unggulan: Tampilan ruangwaktu dari eksperimen yang diusulkan. Massa kecil $m$ mengalami superposisi jalur yang bergantung pada spin di medan gravitasi massa $M$ lainnya. Kedua cabang mengakumulasi perbedaan fase $deltaphi$ karena interaksi gravitasi. Dalam istilah relativistik umum, perbedaan fase disebabkan oleh perbedaan $deltatau$ pada waktu yang tepat di sepanjang dua lintasan: $deltaphi=frac{m}{m_P}frac{deltatau}{t_P},$ di mana $m_P$ dan $ t_P$ masing-masing adalah massa Planck dan waktu Planck. Jika $deltatau$ hanya dapat mengambil kumpulan nilai yang terbatas, maka $deltaphi$ juga demikian. Kami menunjukkan bahwa, di bawah beberapa asumsi, terdapat berbagai parameter eksperimental yang memungkinkan untuk mendeteksi perincian hipotetis waktu.
[Embedded content]
โบ data BibTeX
โบ Referensi
[1] G. Edward Marti, Ross B. Hutson, Akihisa Goban, Sara L. Campbell, Nicola Poli, and Jun Ye. "Pencitraan frekuensi optik dengan presisi 100 $mu$Hz dan resolusi 1.1 $mu$m". Surat Tinjauan Fisik 120, 103201 (2018). arXiv:1711.08540.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgc5sj2
arXiv: 1711.08540
[2] Garrett Wendel, Luis Martinez, and Martin Bojowald. "Implikasi fisik dari periode waktu yang mendasar". Surat Tinjauan Fisik 124, 241301 (2020). arXiv:2005.11572.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgm7w6s
arXiv: 2005.11572
[3] Sougato Bose, Anupam Mazumdar, Gavin W. Morley, Hendrik Ulbricht, Marko Toroลก, Mauro Paternostro, Andrew Geraci, Peter Barker, MS Kim, and Gerard Milburn. "Saksi Keterikatan Berputar untuk Gravitasi Kuantum". Surat Tinjauan Fisik 119, 240401 (2017). arXiv:1707.06050.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgcsb22
arXiv: 1707.06050
[4] Chiara Marletto dan Vlatko Vedral. โKeterikatan yang diinduksi secara gravitasi antara dua partikel masif adalah bukti yang cukup dari efek kuantum dalam gravitasiโ. Surat Tinjauan Fisik 119, 240402 (2017). arXiv:1707.06036.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgcsjgn
arXiv: 1707.06036
[5] Ryan J. Marshman, Anupam Mazumdar, and Sougato Bose. "Lokalitas dan Keterikatan dalam Pengujian Table-Top dari Sifat Kuantum Gravitasi Linear". Tinjauan Fisik A 101, 052110 (2020). arXiv:1907.01568.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgm7w6z
arXiv: 1907.01568
[6] Tanjung Krisnanda, Guo Yao Tham, Mauro Paternostro, and Tomasz Paterek. "Keterikatan kuantum yang dapat diamati karena gravitasi". npj Quantum Information 6, 12 (2020). arXiv:1906.08808.
https://โ/โdoi.org/โ10/โggz5q7
arXiv: 1906.08808
[7] Sougato Bose. โTable-top Testing of the Quantum Nature of Gravity: Asumsi, Implikasi, dan Kepraktisan Proposalโ (2020).
[8] Richard Howl, Vlatko Vedral, Devang Naik, Marios Christodoulou, Carlo Rovelli, and Aditya Iyer. "Non-Gaussianity sebagai tanda tangan dari teori gravitasi kuantum". PRX Quantum 2, 010325 (2021). arXiv:2004.01189.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgkq6wg
arXiv: 2004.01189
[9] Markus Arndt dan Klaus Hornberger. "Menguji batas superposisi mekanika kuantum". Fisika Alam 10, 271โ277 (2014). arXiv:1410.0270.
https://โ/โdoi.org/โ10/โf3sqz7
arXiv: 1410.0270
[10] Oriol Romero-Isart, Mathieu L. Juan, Romain Quidant, and J. Ignacio Cirac. "Menuju Superposisi Kuantum Organisme Hidup". Jurnal Baru Fisika 12, 033015 (2010). arXiv:0909.1469.
https://โ/โdoi.org/โ10/โcbr7wn
arXiv: 0909.1469
[11] Sandra Eibenberger, Stefan Gerlich, Markus Arndt, Marcel Mayor, dan Jens Tรผxen. "Gangguan gelombang materi dengan partikel yang dipilih dari perpustakaan molekuler dengan massa melebihi 10000 sma". Kimia Fisika Fisika Kimia 15, 14696 (2013). arXiv:1310.8343.
https://โ/โdoi.org/โ10/โf3sqz8
arXiv: 1310.8343
[12] Marios Christodoulou dan Carlo Rovelli. "Tentang kemungkinan bukti laboratorium untuk superposisi geometri kuantum". Surat Fisika B 792, 64โ68 (2019). arXiv:1808.05842.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgj6ssc
arXiv: 1808.05842
[13] Marios Christodoulou dan Carlo Rovelli. "Tentang kemungkinan deteksi eksperimental dari diskrit waktu". Perbatasan dalam Fisika 8, 207 (2020). arXiv:1812.01542.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgj6ssf
arXiv: 1812.01542
[14] Sougato Bose dan Gavin W. Morley. โMatter and spin superposition in vacuum experiment (MASSIVE)โ (2018). arXiv:1810.07045.
arXiv: 1810.07045
[15] Hadrien Chevalier, AJ Paige, dan MS Kim. โMenyaksikan sifat gravitasi non-klasik di hadapan interaksi yang tidak diketahuiโ. Tinjauan Fisik A 102, 022428 (2020). arXiv:2005.13922.
https://โ/โdoi.org/โ10/โghcmzz
arXiv: 2005.13922
[16] R. Colella, AW Overhauser, dan SA Werner. "Pengamatan Interferensi Kuantum yang Diinduksi Gravitasi". Physical Review Letters 34, 1472โ1474 (1975).
https://โ/โdoi.org/โ10/โdktp8g
[17] Hartmut Abele dan Helmut Leeb. "Eksperimen interferensi gravitasi dan kuantum dengan neutron". Jurnal Baru Fisika 14, 055010 (2012). arXiv:1207.2953.
https://โ/โdoi.org/โ10/โf3smc3
arXiv: 1207.2953
[18] Julen S. Pedernales, Gavin W. Morley, dan Martin B. Plenio. "Decoupling Dinamis Gerak untuk Interferometri Materi-Gelombang". Surat Tinjauan Fisik 125, 023602 (2020). arXiv:1906.00835.
https://โ/โdoi.org/โ10/โghcp3t
arXiv: 1906.00835
[19] Thomas W. van de Kamp, Ryan J. Marshman, Sougato Bose, dan Anupam Mazumdar. "Saksi Gravitasi Kuantum melalui Keterikatan Massa: Pemutaran Casimir". Tinjauan Fisik A 102, 062807 (2020). arXiv:2006.06931.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgm7w6x
arXiv: 2006.06931
[20] H. Pino, J. Prat-Camps, K. Sinha, BP Venkatesh, dan O. Romero-Isart. "Interferensi kuantum dalam chip dari mikrosfer superkonduktor". Sains dan Teknologi Kuantum 3, 025001 (2018). arXiv:1603.01553.
https://โ/โdoi.org/โ10/โghfgt3
arXiv: 1603.01553
[21] Laboratorium Medan Magnet Tinggi Nasional. "Publikasi Ilmiah Terpilih yang Dihasilkan dari Penelitian yang Dilakukan di 100 Tesla Multi-Shot Magnet". Laporan teknikal. Laboratorium Medan Magnet Tinggi Nasional (2020). url: nationalmaglab.org/โuser-facilities/โpulsed-field-facility/โinstruments-pff/โ100-tesla-multi-shot-magnet.
https://โ/โnationalmaglab.org/โuser-facilities/โpulsed-field-facility/โinstruments-pff/โ100-tesla-multi-shot-magnet
[22] JD Carrillo-Sรกnchez, JMC Plane, W. Feng, D. Nesvornรฝ, dan D. Janches. "Pada ukuran dan distribusi kecepatan partikel debu kosmik memasuki atmosfer". Surat Penelitian Geofisika 42, 6518โ6525 (2015).
https://โ/โdoi.org/โ10/โf7pw8f
[23] Matius Dean Schwartz. "Teori medan kuantum dan model standar". Pers Universitas Cambridge. New York (2014).
[24] Andrea Di Biagio (2022). kode: AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots.
https://โ/โgithub.com/โAndreaDiBiagio/โTimeDiscretenessExperimentPlots
[25] Oriol Romero-Isart. "Superposisi kuantum benda masif dan model keruntuhan". Tinjauan Fisik A 84, 052121 (2011). arXiv:1110.4495.
https://โ/โdoi.org/โ10/โb8njfn
arXiv: 1110.4495
[26] Igor Pikovski, Magdalena Zych, Fabio Costa, and Caslav Brukner. "Dekoherensi universal akibat pelebaran waktu gravitasi". Fisika Alam 11, 668โ672 (2015). arXiv:1311.1095.
https://โ/โdoi.org/โ10/โ5ds
arXiv: 1311.1095
[27] S. Bhagavantam dan DAAS Narayana Rao. "Konstanta Dielektrik Intan". Alam 161, 729โ729 (1948).
https://โ/โdoi.org/โ10/โc5cb9c
[28] F. Nicastro, J. Kaastra, Y. Krongold, S. Morgani, E. Branchini, R. Cen, M. Dadina, CW Danforth, M. Elvis, F. Fiore, dan lainnya. "Pengamatan Baryon yang Hilang di medium intergalaksi hangat-panas". Alam 558, 406โ409 (2018). arXiv:1806.08395.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgkkwhr
arXiv: 1806.08395
[29] Katia M. Ferriere. "Lingkungan antarbintang galaksi kita". Ulasan Fisika Modern 73, 1031โ1066 (2001).
https://โ/โdoi.org/โ10/โfghhgq
[30] G. Gabrielse, X. Fei, L. Orozco, R. Tjoelker, J. Haas, H. Kalinowsky, T. Trainor, and W. Kells. "Peningkatan seribu kali lipat dalam massa antiproton terukur". Surat Tinjauan Fisik 65, 1317โ1320 (1990).
https://โ/โdoi.org/โ10/โbfxv3j
[31] G. Gabrielse. "Membandingkan antiproton dan proton, dan membuka jalan menuju antihidrogen dingin". Dalam Kemajuan Dalam Fisika Atom, Molekuler, dan Optik. Volume 45, halaman 1โ39. Elsevier (2001).
https://โ/โdoi.org/โ10/โg3q5
[32] Konrad Zuse. โRechnender Raum (Menghitung Ruang)โ. Schriften Zur Dataverarbeitung 1 (1969). url: philpapers.org/โrec/โZUSRR.
https:///โ/โphilpapers.org/โrec/โZUSRR
[33] Ted Jacobson, Stefano Liberati, dan David Mattingly. "Pelanggaran Lorentz pada energi tinggi: Konsep, fenomena, dan kendala astrofisika". Sejarah Fisika 321, 150โ196 (2006). arXiv:astro-ph/โ0505267.
https://โ/โdoi.org/โ10/โbgp7t5
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, dan lainnya. "Batas variasi kecepatan cahaya yang timbul dari efek gravitasi kuantum". Alam 462, 331โ334 (2009).
https://โ/โdoi.org/โ10/โdvftxs
[35] Giovanni Amelino-Camelia. "Ledakan dukungan untuk relativitas". Alam 462, 291โ292 (2009).
https://โ/โdoi.org/โ10/โdwrmk3
[36] Robert J. Nemiroff, Ryan Connolly, Justin Holmes, dan Alexander B. Kostinski. "Batas pada Dispersi Spektral dari Semburan Sinar Gamma yang Terdeteksi Fermi". Surat Tinjauan Fisik 108, 231103 (2012).
https://โ/โdoi.org/โ10/โggf4hv
[37] DP Rideout dan RD Sorkin. "Dinamika Pertumbuhan Berurutan Klasik untuk Perangkat Kausal". Tinjauan Fisik D 61, 024002 (1999). arXiv:gr-qc/โ9904062.
https://โ/โdoi.org/โ10/โbvxwn2
arXiv: gr-qc / 9904062
[38] Fay Dowker. "Set kausal dan struktur dalam ruangwaktu". Dalam Abhay Ashtekar, editor, 100 Tahun Relativitas. Halaman 445โ464. Ilmiah Dunia (2005). arXiv:gr-qc/โ0508109.
arXiv: gr-qc / 0508109
[39] Rafael D.Sorkin. "Set Kausal: Gravitasi Diskrit (Catatan untuk Sekolah Musim Panas Valdivia)" (2003). arXiv:gr-qc/โ0309009.
arXiv: gr-qc / 0309009
[40] W. Pauli. โDie allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanikโ. Dalam H. Bethe, F. Hund, NF Mott, W. Pauli, A. Rubinowicz, G. Wentzel, dan A. Smekal, editor, Quantentheorie. Halaman 83โ272. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg (1933).
https://โ/โdoi.org/โ10/โg3q4
[41] Eric A. Galapon. "Teorema Pauli dan Pasangan Kanonis Kuantum: Konsistensi Operator Waktu Berbatas, Self-Adjoint Konjugasi Secara Kanonik ke Hamiltonian dengan Spektrum Titik Tidak Kosong". Prosiding Royal Society of London. Seri A: Ilmu Matematika, Fisika, dan Teknik 458, 451โ472 (2002). arXiv:quant-ph/โ9908033.
https://โ/โdoi.org/โ10/โcd4dfw
arXiv: quant-ph / 9908033
[42] Carlo Rovelli dan Lee Smolin. "Discreteness area dan volume dalam gravitasi kuantum". Fisika Nuklir B 442, 593โ619 (1995). arXiv:gr-qc/โ9411005.
https://โ/โdoi.org/โ10/โd9hbgk
arXiv: gr-qc / 9411005
[43] Bianca Dittrich dan Thomas Thiemann. "Apakah spektrum operator geometri di Loop Quantum Gravity benar-benar diskrit?". Jurnal Fisika Matematika 50, 012503 (2009). arXiv:0708.1721.
https://โ/โdoi.org/โ10/โftvhfw
arXiv: 0708.1721
[44] Carlo Rovelli. โKomentar tentang โApakah spektrum operator geometri dalam Loop Quantum Gravity benar-benar berbeda?โ oleh B. Dittrich dan T. Thiemannโ (2007). arXiv:0708.2481.
arXiv: 0708.2481
[45] Carlo Rovelli dan Francesca Vidotto. "Gravitasi Quantum Loop Kovarian: Pengantar Dasar untuk Gravitasi Quantum dan Teori Spinfoam". Pers Universitas Cambridge. Cambridge (2014).
[46] Eugenio Bianchi. "Operator panjang dalam Loop Quantum Gravity". Fisika Nuklir B 807, 591โ624 (2009). arXiv:0806.4710.
https://โ/โdoi.org/โ10/โbjt6r2
arXiv: 0806.4710
[47] Albert Einstein. โTeori der Wรคrme geforderte Bewegung von in ruhenden Flรผssigkeiten suspendierten Teilchenโ tentang teori molekuler molekuler. Annalen der Physik 322, 549โ560 (1905).
https://โ/โdoi.org/โ10/โcbgg9j
[48] RA Milikan. โSebuah modifikasi baru dari metode awan untuk menentukan muatan listrik elementer dan nilai yang paling mungkin dari muatan tersebutโ. The London, Edinburgh, dan Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 19, 209โ228 (1910).
https://โ/โdoi.org/โ10/โb2rgjz
[49] RA Milikan. "Tentang Muatan Listrik Dasar dan Konstanta Avogadro". Tinjauan Fisik 2, 109โ143 (1913).
https://โ/โdoi.org/โ10/โbcbd4g
Dikutip oleh
[1] Simone Rijavec, Matteo Carlesso, Angelo Bassi, Vlatko Vedral, dan Chiara Marletto, โEfek dekoherensi dalam pengujian gravitasi non-klasikalitasโ, Jurnal Fisika Baru 23 4, 043040 (2021).
[2] Anne-Catherine de la Hamette, Viktoria Kabel, Esteban Castro-Ruiz, dan aslav Brukner, "Jatuh melalui massa dalam superposisi: kerangka referensi kuantum untuk metrik tak tentu", arXiv: 2112.11473.
[3] Marios Christodoulou, Andrea Di Biagio, Markus Aspelmeyer, aslav Brukner, Carlo Rovelli, dan Richard Howl, "Keterjeratan yang dimediasi secara lokal melalui gravitasi dari prinsip pertama", arXiv: 2202.03368.
[4] Carlo Rovelli, โPertimbangan tentang Fenomenologi Gravitasi Kuantumโ, Semesta 7 11, 439 (2021).
Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2022-10-06 11:28:20). 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 2022-10-06 11:28:18: Tidak dapat mengambil data yang dikutip oleh untuk 10.22331 / q-2022-10-06-826 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.
