1Instituut voor kwantumoptica en kwantuminformatie (IQOQI) Wenen, Oostenrijkse Academie van Wetenschappen, Boltzmanngasse 3, A-1090 Wenen, Oostenrijk
2Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ), Faculteit Natuurkunde, Universiteit van Wenen, Boltzmanngasse 5, A-1090 Wenen, Oostenrijk
3Dipartimento di Fisica, La Sapienza Universitร di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, Roma, Italiรซ
4Aix-Marseille Univ, Universitรฉ de Toulon, CNRS, CPT, Marseille, Frankrijk
5Instituut voor Zwaartekracht en de Kosmos, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, VS
6Basic Research Community for Physics eV, Mariannenstraรe 89, Leipzig, Duitsland
Vind je dit artikel interessant of wil je het bespreken? Scite of laat een reactie achter op SciRate.
Abstract
Tijd op de Planck-schaal ($sim 10^{-44},mathrm{s}$) is een onontgonnen fysiek regime. Er wordt algemeen aangenomen dat het sonderen van Planck-tijd lang een onmogelijke taak zal blijven. Toch stellen we een experiment voor om de discretie van tijd op de Planck-schaal te testen en we schatten dat dit niet ver verwijderd is van de huidige technologische mogelijkheden.
Uitgelichte afbeelding: ruimtetijdweergave van het voorgestelde experiment. Een kleine massa $m$ ondergaat een spin-afhankelijke baansuperpositie in het zwaartekrachtveld van een andere massa $M$. De twee takken accumuleren een verschil in fase $deltaphi$ als gevolg van de zwaartekrachtinteractie. In algemene relativistische termen is het verschil in fase het gevolg van een verschil $deltatau$ in juiste tijden langs de twee trajecten: $deltaphi=frac{m}{m_P}frac{deltatau}{t_P},$ waarbij $m_P$ en $ t_P$ zijn respectievelijk de Planck-massa en de Planck-tijd. Als $deltatau$ slechts een eindige reeks waarden kan aannemen, dan geldt dat ook voor $deltaphi$. We laten zien dat er, onder bepaalde aannames, een reeks experimentele parameters bestaat die het mogelijk maken om een โโhypothetische granulariteit van tijd te detecteren.
[Ingesloten inhoud]
โบ BibTeX-gegevens
โบ Referenties
[1] G. Edward Marti, Ross B. Hutson, Akihisa Goban, Sara L. Campbell, Nicola Poli en Jun Ye. "Optische frequenties afbeelden met een precisie van 100 $mu$Hz en een resolutie van 1.1 $mu$m". Fysieke beoordelingsbrieven 120, 103201 (2018). arXiv:1711.08540.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgc5sj2
arXiv: 1711.08540
[2] Garrett Wendel, Luis Martinez en Martin Bojowald. "Fysieke implicaties van een fundamentele periode". Fysieke beoordeling Letters 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 en Gerard Milburn. "Een getuige van spinverstrengeling voor kwantumzwaartekracht". Fysieke beoordelingsbrieven 119, 240401 (2017). arXiv:1707.06050.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgcsb22
arXiv: 1707.06050
[4] Chiara Marletto en Vlatko Vedral. "Door de zwaartekracht veroorzaakte verstrengeling tussen twee massieve deeltjes is voldoende bewijs van kwantumeffecten in de zwaartekracht". Fysieke beoordelingsbrieven 119, 240402 (2017). arXiv:1707.06036.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgcsjgn
arXiv: 1707.06036
[5] Ryan J. Marshman, Anupam Mazumdar en Sougato Bose. "Lokaliteit en verstrengeling bij het testen van tafelbladen van de kwantumaard van gelineariseerde zwaartekracht". Fysieke beoordeling A 101, 052110 (2020). arXiv:1907.01568.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgm7w6z
arXiv: 1907.01568
[6] Tanjung Krisnanda, Guo Yao Tham, Mauro Paternostro en Tomasz Paterek. "Waarneembare kwantumverstrengeling door zwaartekracht". npj Quantuminformatie 6, 12 (2020). arXiv:1906.08808.
https://โ/โdoi.org/โ10/โggz5q7
arXiv: 1906.08808
[7] Sougato Bose. "Table-top Testing of the Quantum Nature of Gravity: Aannames, implicaties en praktische aspecten van een voorstel" (2020).
[8] Richard Howl, Vlatko Vedral, Devang Naik, Marios Christodoulou, Carlo Rovelli en Aditya Iyer. "Non-Gaussianiteit als een handtekening van een kwantumtheorie van de zwaartekracht". PRX Quantum 2, 010325 (2021). arXiv:2004.01189.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgkq6wg
arXiv: 2004.01189
[9] Markus Arndt en Klaus Hornberger. "Het testen van de grenzen van kwantummechanische superposities". Natuurfysica 10, 271-277 (2014). arXiv:1410.0270.
https://โ/โdoi.org/โ10/โf3sqz7
arXiv: 1410.0270
[10] Oriol Romero-Isart, Mathieu L. Juan, Romain Quidant en J. Ignacio Cirac. "Op weg naar kwantumsuperpositie van levende organismen". Nieuw Journal of Physics 12, 033015 (2010). arXiv:0909.1469.
https://โ/โdoi.org/โ10/โcbr7wn
arXiv: 0909.1469
[11] Sandra Eibenberger, Stefan Gerlich, Markus Arndt, Marcel Mayor en Jens Tรผxen. "Materiegolfinterferentie met deeltjes geselecteerd uit een moleculaire bibliotheek met massa's van meer dan 10000 amu". Fysische chemie Chemische fysica 15, 14696 (2013). arXiv:1310.8343.
https://โ/โdoi.org/โ10/โf3sqz8
arXiv: 1310.8343
[12] Marios Christodoulou en Carlo Rovelli. "Over de mogelijkheid van laboratoriumbewijs voor kwantumsuperpositie van geometrieรซn". Natuurkundebrieven B 792, 64โ68 (2019). arXiv:1808.05842.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgj6ssc
arXiv: 1808.05842
[13] Marios Christodoulou en Carlo Rovelli. "Over de mogelijkheid van experimentele detectie van de discretie van de tijd". Grenzen in de natuurkunde 8, 207 (2020). arXiv:1812.01542.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgj6ssf
arXiv: 1812.01542
[14] Sougato Bose en Gavin W. Morley. "Materie en spinsuperpositie in vacuรผmexperiment (MASSIVE)" (2018). arXiv:1810.07045.
arXiv: 1810.07045
[15] Hadrien Chevalier, AJ Paige en MS Kim. "Getuige zijn van de niet-klassieke aard van zwaartekracht in aanwezigheid van onbekende interacties". Fysieke beoordeling A 102, 022428 (2020). arXiv:2005.13922.
https://โ/โdoi.org/โ10/โghcmzz
arXiv: 2005.13922
[16] R. Colella, AW Overhauser en SA Werner. "Observatie van door zwaartekracht geรฏnduceerde kwantuminterferentie". Physical Review Letters 34, 1472-1474 (1975).
https://โ/โdoi.org/โ10/โdktp8g
[17] Hartmut Abele en Helmut Leeb. "Zwaartekracht en kwantuminterferentie-experimenten met neutronen". Nieuw Journal of Physics 14, 055010 (2012). arXiv:1207.2953.
https://โ/โdoi.org/โ10/โf3smc3
arXiv: 1207.2953
[18] Julen S. Pedernales, Gavin W. Morley en Martin B. Plenio. "Motionele dynamische ontkoppeling voor materiegolfinterferometrie". Fysieke beoordeling Letters 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 en Anupam Mazumdar. "Kwantumzwaartekrachtgetuige via verstrengeling van massa's: Casimir-screening". Fysieke beoordeling 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 en O. Romero-Isart. "On-chip kwantuminterferentie van een supergeleidende microsfeer". Kwantumwetenschap en -technologie 3, 025001 (2018). arXiv:1603.01553.
https://โ/โdoi.org/โ10/โghfgt3
arXiv: 1603.01553
[21] Nationaal laboratorium voor hoge magnetische velden. "Geselecteerde wetenschappelijke publicaties gegenereerd op basis van onderzoek uitgevoerd in de 100 Tesla Multi-Shot Magnet". Technisch rapport. Nationaal laboratorium voor hoge magnetische velden (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 en D. Janches. "Over de grootte en snelheidsverdeling van kosmische stofdeeltjes die de atmosfeer binnenkomen". Geofysische onderzoeksbrieven 42, 6518-6525 (2015).
https://โ/โdoi.org/โ10/โf7pw8f
[23] Matthew Dean Schwartz. "Kwantumveldentheorie en het standaardmodel". Cambridge University Press. New York (2014).
[24] Andrea di Biagio (2022). code: AndreaDiBiagio/โTimeDiscretenessExperimentPlots.
https://โ/โgithub.com/โAndreaDiBiagio/โTimeDiscretenessExperimentPlots
[25] Oriol Romero-Isart. "Kwantumsuperpositie van massieve objecten en instortingsmodellen". Fysieke beoordeling A 84, 052121 (2011). arXiv:1110.4495.
https://โ/โdoi.org/โ10/โb8njfn
arXiv: 1110.4495
[26] Igor Pikovski, Magdalena Zych, Fabio Costa en Caslav Brukner. "Universele decoherentie als gevolg van zwaartekrachttijddilatatie". Natuurfysica 11, 668-672 (2015). arXiv:1311.1095.
https://โ/โdoi.org/โ10/โ5ds
arXiv: 1311.1095
[27] S. Bhagavantam en DAAS Narayana Rao. "Diรซlektrische constante van diamant". Natuur 161, 729-729 (1948).
https://โ/โdoi.org/โ10/โc5cb9c
[28] F. Nicastro, J. Kaastra, Y. Krongold, S. Borgani, E. Branchini, R. Cen, M. Dadina, CW Danforth, M. Elvis, F. Fiore en anderen. "Observaties van de ontbrekende baryonen in het warmhete intergalactische medium". Natuur 558, 406-409 (2018). arXiv:1806.08395.
https://โ/โdoi.org/โ10/โgkkwhr
arXiv: 1806.08395
[29] Katia M. Ferriรจre. "De interstellaire omgeving van ons sterrenstelsel". Recensies van moderne natuurkunde 73, 1031-1066 (2001).
https://โ/โdoi.org/โ10/โfghhgq
[30] G. Gabrielse, X. Fei, L. Orozco, R. Tjoelker, J. Haas, H. Kalinowsky, T. Trainor en W. Kells. "Duizendvoudige verbetering van de gemeten antiprotonmassa". Physical Review Letters 65, 1317-1320 (1990).
https://โ/โdoi.org/โ10/โbfxv3j
[31] G. Gabrielse. "Het antiproton en proton vergelijken en de weg vrijmaken voor koud antiwaterstof". Vooruitgang in atomaire, moleculaire en optische fysica. Deel 45, pagina's 1-39. Elsevier (2001).
https://โ/โdoi.org/โ10/โg3q5
[32] Konrad Zus. "Rechnender Raum (Ruimte berekenen)". Schriften Zur Dataverarbeitung 1 (1969). url: philpapers.org/โrec/โZUSRR.
https://โ/โphilpapers.org/โrec/โZUSRR
[33] Ted Jacobson, Stefano Liberati en David Mattingly. "Lorentz-overtreding bij hoge energie: concepten, verschijnselen en astrofysische beperkingen". Annals of Physics 321, 150-196 (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 en anderen. "Een limiet op de variatie van de lichtsnelheid als gevolg van kwantumzwaartekrachteffecten". Natuur 462, 331-334 (2009).
https://โ/โdoi.org/โ10/โdvftxs
[35] Giovanni Amelino-Camelia. "Uitbarsting van steun voor relativiteit". Natuur 462, 291-292 (2009).
https://โ/โdoi.org/โ10/โdwrmk3
[36] Robert J. Nemiroff, Ryan Connolly, Justin Holmes en Alexander B. Kostinski. "Bounds on Spectral Dispersion from Fermi-Detected Gamma Ray Bursts". Fysieke beoordelingsbrieven 108, 231103 (2012).
https://โ/โdoi.org/โ10/โggf4hv
[37] DP Rideout en RD Sorkin. "Een klassieke sequentiรซle groeidynamiek voor causale sets". Fysiek overzicht D 61, 024002 (1999). arXiv:gr-qc/โ9904062.
https://โ/โdoi.org/โ10/โbvxwn2
arXiv: gr-QC / 9904062
[38] Fay Dowker. "Causale sets en de diepe structuur van ruimtetijd". In Abhay Ashtekar, redacteur, 100 jaar relativiteitstheorie. Pagina's 445-464. Wereld Wetenschappelijk (2005). arXiv:gr-qc/โ0508109.
arXiv: gr-QC / 0508109
[39] Rafael D.Sorkin. "Causale sets: discrete zwaartekracht (aantekeningen voor de Valdivia Summer School)" (2003). arXiv:gr-qc/โ0309009.
arXiv: gr-QC / 0309009
[40] W. Pauli. "Die allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik". In H. Bethe, F. Hund, NF Mott, W. Pauli, A. Rubinowicz, G. Wentzel en A. Smekal, redacteuren, Quantentheorie. Pagina's 83-272. Springer Berlijn Heidelberg, Berlijn, Heidelberg (1933).
https://โ/โdoi.org/โ10/โg3q4
[41] Eric A Galapon. "Stelling van Pauli en kwantumcanonieke paren: de consistentie van een begrensde, aan zichzelf toegevoegde tijdoperator canoniek geconjugeerd met een Hamiltoniaan met niet-leeg puntspectrum". Procedures van de Royal Society of London. Serie A: wiskundige, natuurkundige en technische wetenschappen 458, 451-472 (2002). arXiv:quant-ph/โ9908033.
https://โ/โdoi.org/โ10/โcd4dfw
arXiv: quant-ph / 9908033
[42] Carlo Rovelli en Lee Smolin. "Discretie van oppervlakte en volume in kwantumzwaartekracht". Kernfysica B 442, 593-619 (1995). arXiv:gr-qc/โ9411005.
https://โ/โdoi.org/โ10/โd9hbgk
arXiv: gr-QC / 9411005
[43] Bianca Dittrich en Thomas Thiemann. "Zijn de spectra van geometrische operatoren in Loop Quantum Gravity echt discreet?". Journal of Mathematical Physics 50, 012503 (2009). arXiv:0708.1721.
https://โ/โdoi.org/โ10/โftvhfw
arXiv: 0708.1721
[44] Carlo Rovelli. "Reageer op "Zijn de spectra van geometrische operatoren in Loop Quantum Gravity echt discreet?" door B. Dittrich en T. Thiemannโ (2007). arXiv:0708.2481.
arXiv: 0708.2481
[45] Carlo Rovelli en Francesca Vidotto. "Covariante lus kwantumzwaartekracht: een elementaire inleiding tot kwantumzwaartekracht en spinschuimtheorie". Cambridge University Press. Cambridge (2014).
[46] Eugenio Bianchi. "De lengte-operator in Loop Quantum Gravity". Kernfysica B 807, 591-624 (2009). arXiv:0806.4710.
https://โ/โdoi.org/โ10/โbjt6r2
arXiv: 0806.4710
[47] Albert Einstein. "Over de moleculaire kinetische theorie van de warm geforderte bewegung van in ruhenden flussigkeiten suspendierten teilchen". Annalen der Physik 322, 549-560 (1905).
https://โ/โdoi.org/โ10/โcbgg9j
[48] RA Millikan. "Een nieuwe wijziging van de cloudmethode voor het bepalen van de elementaire elektrische lading en de meest waarschijnlijke waarde van die lading". The London, Edinburgh en Dublin Philosophical Magazine en Journal of Science 19, 209-228 (1910).
https://โ/โdoi.org/โ10/โb2rgjz
[49] RA Millikan. "Over de elementaire elektrische lading en de constante van Avogadro". Fysieke beoordeling 2, 109โ143 (1913).
https://โ/โdoi.org/โ10/โbcbd4g
Geciteerd door
[1] Simone Rijavec, Matteo Carlesso, Angelo Bassi, Vlatko Vedral en Chiara Marletto, "Decoherentie-effecten in niet-classiciteitstesten van zwaartekracht", Nieuw tijdschrift voor natuurkunde 23 4, 043040 (2021).
[2] Anne-Catherine de la Hamette, Viktoria Kabel, Esteban Castro-Ruiz en ฤaslav Brukner, "Door massa's vallen in superpositie: kwantumreferentieframes voor onbepaalde metrieken", arXiv: 2112.11473.
[3] Marios Christodoulou, Andrea Di Biagio, Markus Aspelmeyer, ฤaslav Brukner, Carlo Rovelli en Richard Howl, "Lokaal gemedieerde verstrengeling door zwaartekracht vanuit eerste principes", arXiv: 2202.03368.
[4] Carlo Rovelli, "Overwegingen bij kwantumzwaartekrachtfenomenologie", Universum 7 11, 439 (2021).
Bovenstaande citaten zijn afkomstig van SAO / NASA ADS (laatst bijgewerkt met succes 2022-10-06 11:28:20). De lijst is mogelijk onvolledig omdat niet alle uitgevers geschikte en volledige citatiegegevens verstrekken.
Kon niet ophalen Door Crossref geciteerde gegevens tijdens laatste poging 2022-10-06 11:28:18: kon niet geciteerde gegevens voor 10.22331 / q-2022-10-06-826 niet ophalen van Crossref. Dit is normaal als de DOI recent is geregistreerd.
Dit artikel is gepubliceerd in Quantum onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationaal (CC BY 4.0) licentie. Het auteursrecht blijft berusten bij de oorspronkelijke houders van auteursrechten, zoals de auteurs of hun instellingen.
