1Dipartimento di Fisica, Pontificia Università Cattolica di Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 22451-900, Brasile
2Istituto del Consiglio Nazionale delle Ricerche, OVI, Italia
3Departament de Física Quàntica i Astrofísica, Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, Martí i Franquès 1, E-08028 Barcellona, Spagna
4Laboratorio Nazionale Lawrence Berkeley, Berkeley, CA 94720, Stati Uniti
5Dipartimento di Matematica e Fisica “E. De Giorgi”, Università del Salento, e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) sezione di Lecce, via per Arnesano, 73100 Lecce, Italia
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Astratto
L'efficace descrizione della gravità della teoria quantistica dei campi, nonostante la sua non rinormalizzabilità, consente previsioni oltre la relatività generale classica. Mentre entriamo nell'era dell'astronomia delle onde gravitazionali, una domanda importante e opportuna è se si possano trovare previsioni quantistiche misurabili che si discostano dalla gravità classica, analoghe agli effetti dell'ottica quantistica che non possono essere spiegati dall'elettrodinamica classica. In questo lavoro, indaghiamo le firme quantistiche nelle onde gravitazionali utilizzando strumenti dell'ottica quantistica. Le onde gravitazionali compresse e coerenti, che possono esibire statistiche gravitoniche sub-poissoniane, possono migliorare o sopprimere il segnale misurato da un interferometro, un effetto caratteristico della compressione quantistica. Inoltre, mostriamo che gli stati quantistici dell'onda gravitazionale gaussiana possono essere ricostruiti da misurazioni su un insieme di campi ottici che interagiscono con una singola copia dell'onda gravitazionale, aprendo così la possibilità di rilevare caratteristiche quantistiche della gravità oltre la relatività generale classica.
Immagine di presentazione: rilevamento quantistico per stati quantistici delle onde gravitazionali.
Riepilogo popolare
Pensando per analogia, tuttavia, rilevare i fotoni non è l'unico modo per dimostrare la natura quantomeccanica dell'elettromagnetismo. L'ottica quantistica ci ha insegnato che le fluttuazioni quantistiche del campo sono misurabili in stati macroscopici di luce – ad esempio stati compressi e compressi-coerenti – attraverso il rilevamento classico lineare come misurazioni omodina ed eterodina. Questa idea ci ha portato alla ricerca di effetti quantistici macroscopici delle onde gravitazionali misurabili indipendentemente dalla nostra capacità di rilevare i gravitoni. In sintesi, ci poniamo la domanda: quali previsioni dell'effettiva descrizione quantistica della gravità partendo dalla relatività generale classica potrebbero essere rilevate nei rivelatori di onde gravitazionali?
Nel presente lavoro, riportiamo alcuni dei nostri ultimi risultati nel tentativo di rispondere a tale domanda. Mostriamo che all'interno della descrizione della gravità della teoria del campo efficace a bassa energia, esistono stati quantistici di onde gravitazionali - in particolare stati di coerenza compressi - che potrebbero causare effetti non classici misurabili utilizzando rivelatori interferometrici attuali o del prossimo futuro come LIGO e VERGINE. La generazione di tali stati quantistici delle onde gravitazionali rimane sconosciuta e molto deve ancora essere studiato, ma il nostro lavoro apre la strada a una ricerca fenomenologica di tali effetti, che data la natura non lineare della gravità di Einstein potrebbero essere prodotti in campo astrofisico forte. eventi. Se rilevati, gli effetti che descriviamo forniscono una pistola fumante per la natura quantomeccanica della gravità, aprendo così la strada a misurazioni sperimentali dello spaziotempo quantistico.
► dati BibTeX
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Citato da
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Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2022-12-19 16:04:20). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.
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