1Institutt for kvanteoptikk og kvanteinformasjon (IQOQI) Wien, Østerrikske vitenskapsakademi, Boltzmanngasse 3, A-1090 Wien, Østerrike
2Wien senter for kvantevitenskap og teknologi (VCQ), Fysisk fakultet, Universitetet i Wien, Boltzmanngasse 5, A-1090 Wien, Østerrike
3Dipartimento di Fisica, La Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, Roma, Italia
4Aix-Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT, Marseille, Frankrike
5Institute for Gravitation and the Cosmos, Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, USA
6Basic Research Community for Physics eV, Mariannenstraße 89, Leipzig, Tyskland
Finn dette papiret interessant eller vil diskutere? Scite eller legg igjen en kommentar på SciRate.
Abstrakt
Tid på Planck-skalaen ($sim 10^{-44},mathrm{s}$) er et uutforsket fysisk regime. Det er en utbredt oppfatning at sondering av Planck-tid vil forbli en umulig oppgave lenge. Likevel foreslår vi et eksperiment for å teste diskretiteten til tid på Planck-skalaen og anslå at den ikke er langt unna dagens teknologiske evner.
Utvalgt bilde: romtidsvisning av det foreslåtte eksperimentet. En liten masse $m$ gjennomgår en spinnavhengig banesuperposisjon i gravitasjonsfeltet til en annen masse $M$. De to grenene akkumulerer en forskjell i fase $deltaphi$ på grunn av gravitasjonsinteraksjonen. I generelle relativistiske termer skyldes forskjellen i fase en forskjell $deltatau$ i riktige tider langs de to banene: $deltaphi=frac{m}{m_P}frac{deltatau}{t_P},$ hvor $m_P$ og $ t_P$ er henholdsvis Planck-massen og Planck-tiden. Hvis $deltatau$ bare kan ta et begrenset sett med verdier, så gjør $deltaphi$ det også. Vi viser at det under noen forutsetninger eksisterer en rekke eksperimentelle parametere som gjør det mulig å oppdage en hypotetisk granularitet av tid.
[Innebygd innhold]
► BibTeX-data
► Referanser
[1] G. Edward Marti, Ross B. Hutson, Akihisa Goban, Sara L. Campbell, Nicola Poli og Jun Ye. "Bildeoptiske frekvenser med 100 $mu$Hz presisjon og 1.1 $mu$m oppløsning". Physical Review Letters 120, 103201 (2018). arXiv:1711.08540.
https:///doi.org/10/gc5sj2
arxiv: 1711.08540
[2] Garrett Wendel, Luis Martinez og Martin Bojowald. "Fysiske implikasjoner av en grunnleggende tidsperiode". Physical Review Letters 124, 241301 (2020). arXiv:2005.11572.
https://doi.org/10/gm7w6s
arxiv: 2005.11572
[3] Sougato Bose, Anupam Mazumdar, Gavin W. Morley, Hendrik Ulbricht, Marko Toroš, Mauro Paternostro, Andrew Geraci, Peter Barker, MS Kim og Gerard Milburn. "Et spinnforviklingsvitne for kvantetyngdekraft". Physical Review Letters 119, 240401 (2017). arXiv:1707.06050.
https://doi.org/10/gcsb22
arxiv: 1707.06050
[4] Chiara Marletto og Vlatko Vedral. "Gravitasjonsindusert sammenfiltring mellom to massive partikler er tilstrekkelig bevis på kvanteeffekter i tyngdekraften". Physical Review Letters 119, 240402 (2017). arXiv:1707.06036.
https:///doi.org/10/gcsjgn
arxiv: 1707.06036
[5] Ryan J. Marshman, Anupam Mazumdar og Sougato Bose. "Lokalitet og sammenfiltring i tabelltopptesting av kvantenaturen til linearisert tyngdekraft". Physical Review A 101, 052110 (2020). arXiv:1907.01568.
https:///doi.org/10/gm7w6z
arxiv: 1907.01568
[6] Tanjung Krisnanda, Guo Yao Tham, Mauro Paternostro og Tomasz Paterek. "Observerbar kvantesammenfiltring på grunn av tyngdekraften". npj Quantum Information 6, 12 (2020). arXiv:1906.08808.
https:///doi.org/10/ggz5q7
arxiv: 1906.08808
[7] Sougato Bose. "Testing på bord av tyngdekraftens kvantenatur: antagelser, implikasjoner og praktiske egenskaper ved et forslag" (2020).
[8] Richard Howl, Vlatko Vedral, Devang Naik, Marios Christodoulou, Carlo Rovelli og Aditya Iyer. "Ikke-Gaussianitet som en signatur av en kvanteteori om tyngdekraft". PRX Quantum 2, 010325 (2021). arXiv:2004.01189.
https:///doi.org/10/gkq6wg
arxiv: 2004.01189
[9] Markus Arndt og Klaus Hornberger. "Test grensene for kvantemekaniske superposisjoner". Nature Physics 10, 271–277 (2014). arXiv:1410.0270.
https:///doi.org/10/f3sqz7
arxiv: 1410.0270
[10] Oriol Romero-Isart, Mathieu L. Juan, Romain Quidant og J. Ignacio Cirac. "Mot kvantesuperposisjon av levende organismer". New Journal of Physics 12, 033015 (2010). arXiv:0909.1469.
https:///doi.org/10/cbr7wn
arxiv: 0909.1469
[11] Sandra Eibenberger, Stefan Gerlich, Markus Arndt, Marcel Mayor og Jens Tüxen. "Materiebølgeinterferens med partikler valgt fra et molekylært bibliotek med masser over 10000 15 amu". Physical Chemistry Chemical Physics 14696, 2013 (1310.8343). arXiv:XNUMX.
https:///doi.org/10/f3sqz8
arxiv: 1310.8343
[12] Marios Christodoulou og Carlo Rovelli. "Om muligheten for laboratoriebevis for kvantesuperposisjon av geometrier". Fysikkbokstaver B 792, 64–68 (2019). arXiv:1808.05842.
https:///doi.org/10/gj6ssc
arxiv: 1808.05842
[13] Marios Christodoulou og Carlo Rovelli. "Om muligheten for eksperimentell påvisning av tidens diskrethet". Frontiers in Physics 8, 207 (2020). arXiv:1812.01542.
https:///doi.org/10/gj6ssf
arxiv: 1812.01542
[14] Sougato Bose og Gavin W. Morley. "Materie og spinn-superposisjon i vakuumeksperiment (MASSIVE)" (2018). arXiv:1810.07045.
arxiv: 1810.07045
[15] Hadrien Chevalier, AJ Paige og MS Kim. "Vitne til tyngdekraftens ikke-klassiske natur i nærvær av ukjente interaksjoner". Physical Review A 102, 022428 (2020). arXiv:2005.13922.
https:///doi.org/10/ghcmzz
arxiv: 2005.13922
[16] R. Colella, AW Overhauser og SA Werner. "Observasjon av gravitasjonsindusert kvanteinterferens". Physical Review Letters 34, 1472–1474 (1975).
https:///doi.org/10/dktp8g
[17] Hartmut Abele og Helmut Leeb. "Gravitasjons- og kvanteinterferenseksperimenter med nøytroner". New Journal of Physics 14, 055010 (2012). arXiv:1207.2953.
https:///doi.org/10/f3smc3
arxiv: 1207.2953
[18] Julen S. Pedernales, Gavin W. Morley og Martin B. Plenio. "Mosjonell dynamisk frakobling for materiebølgeinterferometri". Physical Review Letters 125, 023602 (2020). arXiv:1906.00835.
https://doi.org/10/ghcp3t
arxiv: 1906.00835
[19] Thomas W. van de Kamp, Ryan J. Marshman, Sougato Bose og Anupam Mazumdar. "Quantum Gravity Witness via Entanglement of Masses: Casimir Screening". Physical Review A 102, 062807 (2020). arXiv:2006.06931.
https:///doi.org/10/gm7w6x
arxiv: 2006.06931
[20] H. Pino, J. Prat-Camps, K. Sinha, BP Venkatesh og O. Romero-Isart. "På-brikke kvanteinterferens av en superledende mikrosfære". Quantum Science and Technology 3, 025001 (2018). arXiv:1603.01553.
https:///doi.org/10/ghfgt3
arxiv: 1603.01553
[21] National High Magnetic Field Laboratory. "Utvalgte vitenskapelige publikasjoner generert fra forskning utført i 100 Tesla Multi-Shot Magnet". Teknisk rapport. National High Magnetic Field Laboratory (2020). url: nationalmaglab.org/user-facilities/pulsed-field-facility/instruments-pff/100-tesla-multi-shot-magnet.
https:///nationalmaglab.org/user-facilities/pulsed-field-facility/instruments-pff/100-tesla-multi-shot-magnet
[22] JD Carrillo-Sánchez, JMC Plane, W. Feng, D. Nesvorný og D. Janches. "Om størrelsen og hastighetsfordelingen til kosmiske støvpartikler som kommer inn i atmosfæren". Geofysiske forskningsbrev 42, 6518–6525 (2015).
https://doi.org/10/f7pw8f
[23] Matthew Dean Schwartz. "Kvantefeltteori og standardmodellen". Cambridge University Press. New York (2014).
[24] Andrea Di Biagio (2022). kode: AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots.
https:///github.com/AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots
[25] Oriol Romero-Isart. "Kvantesuperposisjon av massive objekter og kollapsmodeller". Physical Review A 84, 052121 (2011). arXiv:1110.4495.
https:///doi.org/10/b8njfn
arxiv: 1110.4495
[26] Igor Pikovski, Magdalena Zych, Fabio Costa og Caslav Brukner. "Universell dekoherens på grunn av gravitasjonstidsutvidelse". Nature Physics 11, 668–672 (2015). arXiv:1311.1095.
https://doi.org/10/5ds
arxiv: 1311.1095
[27] S. Bhagavantam og DAAS Narayana Rao. "Dielektrisk konstant for diamant". Nature 161, 729–729 (1948).
https:///doi.org/10/c5cb9c
[28] F. Nicastro, J. Kaastra, Y. Krongold, S. Borgani, E. Branchini, R. Cen, M. Dadina, CW Danforth, M. Elvis, F. Fiore og andre. "Observasjoner av de savnede baryonene i det varme-varme intergalaktiske mediet". Nature 558, 406–409 (2018). arXiv:1806.08395.
https:///doi.org/10/gkkwhr
arxiv: 1806.08395
[29] Katia M. Ferrière. "Det interstellare miljøet til galaksen vår". Reviews of Modern Physics 73, 1031–1066 (2001).
https://doi.org/10/fghhgq
[30] G. Gabrielse, X. Fei, L. Orozco, R. Tjoelker, J. Haas, H. Kalinowsky, T. Trainor og W. Kells. "Tusen ganger forbedring i den målte antiprotonmassen". Physical Review Letters 65, 1317–1320 (1990).
https:///doi.org/10/bfxv3j
[31] G. Gabrielse. "Sammenligning av antiproton og proton, og åpner veien for kaldt antihydrogen". Fremskritt innen atom-, molekyl- og optisk fysikk. Bind 45, side 1–39. Elsevier (2001).
https:///doi.org/10/g3q5
[32] Konrad Zuse. "Rechnender Raum (kalkulere plass)". Schriften Zur Dataverarbeitung 1 (1969). url: philpapers.org/rec/ZUSRR.
https:///philpapers.org/rec/ZUSRR
[33] Ted Jacobson, Stefano Liberati og David Mattingly. "Lorentz-brudd ved høy energi: konsepter, fenomener og astrofysiske begrensninger". Annals of Physics 321, 150–196 (2006). arXiv:astro-ph/0505267.
https:///doi.org/10/bgp7t5
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 og andre. "En grense for variasjonen av lyshastigheten som oppstår fra kvantegravitasjonseffekter". Nature 462, 331–334 (2009).
https:///doi.org/10/dvftxs
[35] Giovanni Amelino-Camelia. "Burst av støtte for relativitet". Nature 462, 291–292 (2009).
https:///doi.org/10/dwrmk3
[36] Robert J. Nemiroff, Ryan Connolly, Justin Holmes og Alexander B. Kostinski. "Grenser for spektral spredning fra fermi-detekterte gammastråleutbrudd". Physical Review Letters 108, 231103 (2012).
https:///doi.org/10/ggf4hv
[37] DP Rideout og RD Sorkin. "En klassisk sekvensiell vekstdynamikk for årsakssett". Physical Review D 61, 024002 (1999). arXiv:gr-qc/9904062.
https:///doi.org/10/bvxwn2
arXiv: gr-qc / 9904062
[38] Fay Dowker. "Kausale sett og romtidens dype struktur". I Abhay Ashtekar, redaktør, 100 Years of Relativity. Side 445–464. World Scientific (2005). arXiv:gr-qc/0508109.
arXiv: gr-qc / 0508109
[39] Rafael D. Sorkin. "Causal Sets: Discrete Gravity (Notes for Valdivia Summer School)" (2003). arXiv:gr-qc/0309009.
arXiv: gr-qc / 0309009
[40] W. Pauli. "Die allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik". I H. Bethe, F. Hund, NF Mott, W. Pauli, A. Rubinowicz, G. Wentzel og A. Smekal, redaktører, Quantentheorie. Side 83–272. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg (1933).
https:///doi.org/10/g3q4
[41] Eric A. Galapon. "Paulis teorem og kvantekanoniske par: Konsistensen til en avgrenset, selvtilordnet tidsoperatør kanonisk konjugert til en Hamiltonianer med ikke-tomt punktspektrum". Proceedings of the Royal Society of London. Serie A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 458, 451–472 (2002). arXiv:quant-ph/9908033.
https:///doi.org/10/cd4dfw
arxiv: Quant-ph / 9908033
[42] Carlo Rovelli og Lee Smolin. "Diskrethet av areal og volum i kvantetyngdekraften". Kjernefysikk B 442, 593–619 (1995). arXiv:gr-qc/9411005.
https:///doi.org/10/d9hbgk
arXiv: gr-qc / 9411005
[43] Bianca Dittrich og Thomas Thiemann. "Er spektrene til geometriske operatorer i Loop Quantum Gravity virkelig diskrete?". Journal of Mathematical Physics 50, 012503 (2009). arXiv:0708.1721.
https:///doi.org/10/ftvhfw
arxiv: 0708.1721
[44] Carlo Rovelli. "Kommenter "Er spektrene til geometriske operatorer i Loop Quantum Gravity virkelig diskrete?" av B. Dittrich og T. Thiemann» (2007). arXiv:0708.2481.
arxiv: 0708.2481
[45] Carlo Rovelli og Francesca Vidotto. "Covariant Loop Quantum Gravity: En elementær introduksjon til Quantum Gravity and Spininfoam Theory". Cambridge University Press. Cambridge (2014).
[46] Eugenio Bianchi. "Lengdeoperatøren i Loop Quantum Gravity". Kjernefysikk B 807, 591–624 (2009). arXiv:0806.4710.
https:///doi.org/10/bjt6r2
arxiv: 0806.4710
[47] Albert Einstein. "Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen". Annalen der Physik 322, 549–560 (1905).
https:///doi.org/10/cbgg9j
[48] RA Millikan. "En ny modifikasjon av skymetoden for å bestemme den elementære elektriske ladningen og den mest sannsynlige verdien av den ladningen". London, Edinburgh og Dublin Philosophical Magazine og Journal of Science 19, 209–228 (1910).
https:///doi.org/10/b2rgjz
[49] RA Millikan. "Om den elementære elektriske ladningen og Avogadro-konstanten". Physical Review 2, 109–143 (1913).
https:///doi.org/10/bcbd4g
Sitert av
[1] Simone Rijavec, Matteo Carlesso, Angelo Bassi, Vlatko Vedral og Chiara Marletto, "Dekoherenseffekter i ikke-klassisitetstester av gravitasjon", New Journal of Physics 23 4, 043040 (2021).
[2] Anne-Catherine de la Hamette, Viktoria Kabel, Esteban Castro-Ruiz og Časlav Brukner, "Falling through masss in superposition: quantum reference frames for indefinite metrics", arxiv: 2112.11473.
[3] Marios Christodoulou, Andrea Di Biagio, Markus Aspelmeyer, Časlav Brukner, Carlo Rovelli og Richard Howl, "Lokalt mediert sammenfiltring gjennom gravitasjon fra første prinsipper", arxiv: 2202.03368.
[4] Carlo Rovelli, "Betraktninger om kvantegravitasjonsfenomenologi", Univers 7 11, 439 (2021).
Sitatene ovenfor er fra SAO / NASA ADS (sist oppdatert vellykket 2022-10-06 11:28:20). Listen kan være ufullstendig fordi ikke alle utgivere gir passende og fullstendige sitasjonsdata.
Kunne ikke hente Crossref sitert av data under siste forsøk 2022-10-06 11:28:18: Kunne ikke hente siterte data for 10.22331 / q-2022-10-06-826 fra Crossref. Dette er normalt hvis DOI nylig ble registrert.
Denne artikkelen er utgitt i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) tillatelse. Opphavsrett forblir hos de opprinnelige rettighetshaverne som forfatterne eller institusjonene deres.
