Sui test della natura quantistica delle interazioni gravitazionali in presenza di correzioni non lineari alla meccanica quantistica

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Sui test della natura quantistica delle interazioni gravitazionali in presenza di correzioni non lineari alla meccanica quantistica PlatoBlockchain Data Intelligence. Ricerca verticale. Ai.

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

1Istituto di Fisica Teorica e IQST, Universität Ulm, Albert-Einstein-Allee 11 D-89081, Ulm, Germania
2QuSoft, Science Park 123, 1098 XG Amsterdam, Paesi Bassi
3Istituto di matematica Korteweg–de Vries, Università di Amsterdam, Science Park 105-107, 1098 XG Amsterdam, Paesi Bassi
4Istituto di fisica teorica, Università di Amsterdam, Science Park 904, 1098 XH Amsterdam, Paesi Bassi

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Astratto

Quando due particelle interagiscono principalmente attraverso la gravità e seguono le leggi della meccanica quantistica, la generazione dell’entanglement è considerata un segno distintivo della natura quantistica dell’interazione gravitazionale. Tuttavia, dimostriamo che la dinamica dell’entanglement può verificarsi anche in presenza di un’interazione quantistica debole e di correzioni non lineari alla meccanica quantistica locale, anche se l’interazione gravitazionale è classica o assente a brevi distanze. Ciò evidenzia l’importanza di andare oltre il rilevamento dell’entanglement per testare in modo definitivo il carattere quantistico della gravità, e richiede un esame approfondito della forza di altre forze quantistiche e delle potenziali correzioni non lineari alla meccanica quantistica nel regno delle grandi masse.

La gravità è fondamentalmente quantistica? Un modo per rispondere a questa domanda è provare a vedere se due particelle possono rimanere impigliate tramite interazioni gravitazionali. In effetti, l’entanglement tra le particelle è considerato un segno distintivo della natura quantistica della gravità. Tuttavia, questo risultato si basa su un presupposto nascosto: che la teoria della meccanica quantistica è fondamentalmente lineare, anche su scale in cui la gravità conta. In questo lavoro mostriamo come una teoria non lineare con gravità classica (o senza gravità) potrebbe riprodurre lo stesso entanglement che ci si aspetta da una teoria in cui la gravità è scambiata come un’interazione quantistica coerente, aprendo una scappatoia in questo tipo di esperimenti. Forniamo quindi un modo per falsificare sperimentalmente questi modelli non lineari, in modo che la linearità della teoria sia certificata e la scappatoia chiusa.

► dati BibTeX

► Riferimenti

, RP Feynman, nel capitolo 23 di Il ruolo della gravitazione in fisica, Rapporto della conferenza di Chapel Hill del 1957.
https: / / doi.org/ 10.34663 / 9783945561294-00

, NH Lindner e A. Peres, Testing delle sovrapposizioni quantistiche del campo gravitazionale con condensati di Bose-Einstein, Phys. Rev. A 71, 024101 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.024101

, D. Kafri e JM Taylor, Una disuguaglianza di rumore per le forze classiche, arXiv:1311.4558.
arXiv: 1311.4558

, D. Kafri, JM Taylor e GJ Milburn, Un modello di canale classico per la decoerenza gravitazionale, New J. Phys. 16, 065020 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​6/​065020

, T. Krisnanda, M. Zuppardo, M. Paternostro e T. Paterek, Rivelare la nonclassicità degli oggetti inaccessibili, Phys. Rev. Lett. 119, 120402 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.120402

, C. Marletto e V. Vedral, L'entanglement indotto gravitazionalmente tra due particelle massicce è una prova sufficiente degli effetti quantistici nella gravità, Phys. Rev. Lett. 119, 240402 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.240402

, RJ Marshman, A. Mazumdar e S. Bose, Località ed entanglement nei test da tavolo della natura quantistica della gravità linearizzata, Phys. Rev. A 101, 052110 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.052110

, TD Galley, F. Giacomini e JH Selby, Un teorema no-go sulla natura del campo gravitazionale oltre la teoria quantistica, Quantum 6, 779 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-08-17-779

, M. Christodoulou, A. Di Biagio, M. Aspelmeyer, C. Brukner, C. Rovelli e R. Howl, entanglement localmente mediato nella gravità quantistica linearizzata, Phys. Rev. Lett. 130, 100202 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.130.100202

, D. Carney, Newton, entanglement e gravitone, Phys. Rev. D 105, 024029 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.105.024029

, V. Fragkos, M. Kopp e I. Pikovski, Sull'inferenza della quantizzazione dall'entanglement indotto gravitazionalmente, AVS Quantum Sci. 4, 045601 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0101334 mila

, MJW Hall e M. Reginatto, Su due recenti proposte per osservare la gravità non classica, J. Phys. A51, 085303 (2018); E. Marconato e C. Marletto, Rivendicazione di testimoni basati sull'entanglement di non-classicità nei sistemi ibridi, arXiv:2102.10615; MJW Hall e M. Reginatto, Commento su "Rivendicazione dei testimoni di non-classicità basati sull'entanglement nei sistemi ibridi", arXiv:2111.05033.
https://​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​aaa734
arXiv: 2111.05033

, K. Döner e A. Großardt, L'entanglement gravitazionale è una prova della quantizzazione dello spaziotempo? Trovato. Fis. 52, 101 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-022-00619-0

, TWB Kibble, Modelli relativistici della meccanica quantistica non lineare, Commun. Matematica. Fis. 64, 73 (1978).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01940762

, TWB Kibble e S. Randjbar-Daemi, Accoppiamento non lineare della teoria quantistica e della gravità classica. J. fisico. R: Matematica. Gen. 13, 141 (1980).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​13/​1/​015

, JS Pedernales, GW Morley e MB Plenio, Disaccoppiamento dinamico rotazionale per l'interferometria delle onde di materia, Phys. Rev. Lett. 125, 023602 (2020); JS Pedernales, GW Morley e MB Plenio, arXiv:1906.00835.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.023602
arXiv: 1906.00835

, S. Weinberg, Test di precisione della meccanica quantistica, Phys. Rev. Lett. 62, 485 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.62.485

, S. Weinberg, Test della meccanica quantistica, Ann. Fis. 194, 336 (1989).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0003-4916(89)90276-5

, N. Gisin, Meccanica quantistica non lineare di Weinberg e comunicazioni superluminali, Phys. Lett. A 143, 1 (1989).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0375-9601(90)90786-N

, M. Czachor, Mobilità e non separabilità, Trovato. Fis. Lett. 4, 351 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF00665894

, J. Polchinski, La meccanica quantistica non lineare di Weinberg e il paradosso di Einstein-Podolpsky-Rosen, Phys. Rev. Lett. 66, 397 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.66.397

, A. Kent, Non linearità senza superluminalità, Phys. Rev. A 72, 012108 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012108

, JJ Bollinger, DJ Heinzen, WM Itano, SL Gilbert e DJ Wineland, Test della linearità della meccanica quantistica mediante spettroscopia RF dello stato fondamentale ${}^9$Be${}^+$, Phys. Rev. Lett. 63, 1031 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.63.1031

, J. Schmöle, M. Dragosits, H. Hepach e M. Aspelmeyer, Un esperimento di prova di principio micromeccanico per misurare la forza gravitazionale delle masse di milligrammi, Quant classico. Grav. 33, 125031 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0264-9381/​33/​12/​125031

, S. Bose, A. Mazumdar, GW Morley, H. Ulbricht, M. Toros, M. Paternostro, AA Geraci, PF Barker, MS Kim e G. Milburn, Testimone di entanglement di spin per la gravità quantistica, Phys. Rev. Lett. 119, 240401 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.240401

, D. Carney, H. Müller e JM Taylor, Testing della gravità quantistica con rilevamento interattivo delle informazioni, PRX Quantum 2, 030330 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030330

, K. Streltsov, JS Pedernales e MB Plenio, Sul significato dei revival interferometrici per la descrizione fondamentale della gravità, Universo 8, 58 (2022).
https: / / doi.org/ 10.3390 / universe8020058

, JS Pedernales, K. Streltsov e MB Plenio, Miglioramento dell'interazione gravitazionale tra sistemi quantistici mediante un mediatore massiccio, Phys. Rev. Lett. 128, 110401 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.110401

, T. Krisnanda, GY Tham, M. Paternostro e T. Paterek, Entanglement quantistico osservabile dovuto alla gravità, npj Quant. Inf. 6, 12 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-020-0243-y

, F. Cosco, JS Pedernales e MB Plenio, Sensibilità alla forza migliorata e entanglement nell'optomeccanica guidata periodicamente, Phys. Rev. A 103, L061501 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.103.L061501

, T. Weiss, M. Roda-Llordes, E. Torrontegui, M. Aspelmeyer e O. Romero-Isart, Grande delocalizzazione quantistica di una nanoparticella levitata utilizzando il controllo ottimale: applicazioni per il rilevamento della forza e l'entangling tramite forze deboli, Phys. Rev. Lett. 127, 023601 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.023601

, CH Bennett, HJ Bernstein, S. Popescu e B. Schumacher. Concentrando l'entanglement parziale mediante operazioni locali, Phys. Rev. A 53, 2046 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.53.2046

, MB Plenio e S. Virmani, Quant. Inf. Comp. 7, 1 (2007).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-04063-9_8

, HBG Casimiro e D. Polder. L'influenza del ritardo sulle forze di London-van der Waals, Phys. Rev.73, 360 (1948).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.73.360

, WM Zhang e R. Gilmore, Stati coerenti: teoria e alcune applicazioni, Rev. Mod. Fis. 62, 4 (1990).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.62.867

, F. Casas, A. Murua e M. Nadinic, Calcolo efficiente della formula Zassenhaus, Comput. Fis. Comune. 183, 11 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.cpc.2012.06.006

, J. Oppenheim, C. Sparaciari, B. Soda e Z. Weller-Davies, Decoerenza indotta gravitazionalmente rispetto alla diffusione spazio-temporale: test della natura quantistica della gravità, Quantum 7, 891 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-01-03-891

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

, D. Calvani, A. Cuccoli, NI Gidopoulos e P. Verrucchi, Rappresentazione parametrica di sistemi quantistici aperti e crossover dall'ambiente quantistico a quello classico, Proc. Naz. Accade. Sci. 110, 6748 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1217776110

, G. Spaventa e P. Verrucchi, Natura e origine degli operatori che entrano nell'equazione principale di un sistema quantistico aperto, Open Syst. Inf. Din. 29(02), 2250010 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S123016122250010X

, LG Yaffe, Grandi limiti N come meccanica classica, Rev. Mod. Fis. 54, 407 (1982).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.54.407

, J. Rembieliński e P. Caban Evoluzione e segnalazione non lineare, Phys. Rev. Ricerca 2, 012027 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.012027

Citato da

[1] Ludovico Lami, Julen S. Pedernales e Martin B. Plenio, “Verifica della natura quantistica della gravità senza entanglement”, arXiv: 2302.03075, (2023).

Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2023-10-25 15:08:50). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.

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