1Institutul pentru Optică Cuantică și Informație Cuantică (IQOQI) Viena, Academia Austriacă de Științe, Boltzmanngasse 3, A-1090 Viena, Austria
2Centrul de știință și tehnologie cuantică din Viena (VCQ), Facultatea de Fizică, Universitatea din Viena, Boltzmanngasse 5, A-1090 Viena, Austria
3Dipartimento di Fisica, La Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, Roma, Italia
4Aix-Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT, Marsilia, Franța
5Institutul pentru Gravitație și Cosmos, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, Pennsylvania 16802, SUA
6Comunitatea de cercetare de bază pentru fizică eV, Mariannenstraße 89, Leipzig, Germania
Găsiți această lucrare interesant sau doriți să discutați? Scite sau lasă un comentariu la SciRate.
Abstract
Timpul la scara Planck ($sim 10^{-44},mathrm{s}$) este un regim fizic neexplorat. Se crede larg că sondarea timpului Planck va rămâne pentru mult timp o sarcină imposibilă. Cu toate acestea, propunem un experiment pentru a testa caracterul discret al timpului la scara Planck și pentru a estima că nu este departe de capacitățile tehnologice actuale.
Imagine prezentată: Vedere spațiu-timp a experimentului propus. O masă mică $m$ suferă o suprapunere a traseului dependentă de spin în câmpul gravitațional al altei mase $M$. Cele două ramuri acumulează o diferență de fază $deltaphi$ datorită interacțiunii gravitaționale. În termeni relativiști generali, diferența de fază se datorează unei diferențe $deltatau$ în timpi proprii de-a lungul celor două traiectorii: $deltaphi=frac{m}{m_P}frac{deltatau}{t_P},$ unde $m_P$ și $ t_P$ sunt masa Planck și, respectiv, timpul Planck. Dacă $deltatau$ poate lua doar un set finit de valori, atunci și $deltaphi$. Arătăm că, în baza unor ipoteze, există o serie de parametri experimentali care permit detectarea unei granularități ipotetice a timpului.
[Conținutul încorporat]
► Date BibTeX
► Referințe
[1] G. Edward Marti, Ross B. Hutson, Akihisa Goban, Sara L. Campbell, Nicola Poli și Jun Ye. „Imagini de frecvențe optice cu precizie de 100 $mu$Hz și rezoluție de 1.1 $mu$m”. Physical Review Letters 120, 103201 (2018). arXiv:1711.08540.
https:///doi.org/10/gc5sj2
arXiv: 1711.08540
[2] Garrett Wendel, Luis Martinez și Martin Bojowald. „Implicații fizice ale unei perioade fundamentale de timp”. 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 și Gerard Milburn. „Un martor al încrucișării în rotație pentru gravitația cuantică”. Physical Review Letters 119, 240401 (2017). arXiv:1707.06050.
https:///doi.org/10/gcsb22
arXiv: 1707.06050
[4] Chiara Marletto și Vlatko Vedral. „Încurcarea indusă de gravitație între două particule masive este o dovadă suficientă a efectelor cuantice asupra gravitației”. Physical Review Letters 119, 240402 (2017). arXiv:1707.06036.
https:///doi.org/10/gcsjgn
arXiv: 1707.06036
[5] Ryan J. Marshman, Anupam Mazumdar și Sougato Bose. „Localitatea și încurcarea în testarea de masă a naturii cuantice a gravitației liniarizate”. 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 și Tomasz Paterek. „Încrucișarea cuantică observabilă din cauza gravitației”. npj Quantum Information 6, 12 (2020). arXiv:1906.08808.
https:///doi.org/10/ggz5q7
arXiv: 1906.08808
[7] Sougato Bose. „Testarea de masă a naturii cuantice a gravitației: ipoteze, implicații și aspecte practice ale unei propuneri” (2020).
[8] Richard Howl, Vlatko Vedral, Devang Naik, Marios Christodoulou, Carlo Rovelli și Aditya Iyer. „Non-Gaussianitatea ca semnătură a unei teorii cuantice a gravitației”. PRX Quantum 2, 010325 (2021). arXiv:2004.01189.
https:///doi.org/10/gkq6wg
arXiv: 2004.01189
[9] Markus Arndt și Klaus Hornberger. „Testarea limitelor suprapozițiilor mecanice cuantice”. Fizica naturii 10, 271–277 (2014). arXiv:1410.0270.
https:///doi.org/10/f3sqz7
arXiv: 1410.0270
[10] Oriol Romero-Isart, Mathieu L. Juan, Romain Quidant și J. Ignacio Cirac. „Spre suprapunerea cuantică a organismelor vii”. 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 Primar și Jens Tüxen. „Interferența undelor de materie cu particulele selectate dintr-o bibliotecă moleculară cu mase care depășesc 10000 amu”. Physical Chemistry Chemical Physics 15, 14696 (2013). arXiv:1310.8343.
https:///doi.org/10/f3sqz8
arXiv: 1310.8343
[12] Marios Christodoulou și Carlo Rovelli. „Despre posibilitatea unor dovezi de laborator pentru suprapunerea cuantică a geometriilor”. Litere de fizică B 792, 64–68 (2019). arXiv:1808.05842.
https:///doi.org/10/gj6ssc
arXiv: 1808.05842
[13] Marios Christodoulou și Carlo Rovelli. „Despre posibilitatea detectării experimentale a discretității timpului”. Frontiers in Physics 8, 207 (2020). arXiv:1812.01542.
https:///doi.org/10/gj6ssf
arXiv: 1812.01542
[14] Sougato Bose și Gavin W. Morley. „Superpunerea materiei și a spinului în experimentul în vid (MASIV)” (2018). arXiv:1810.07045.
arXiv: 1810.07045
[15] Hadrien Chevalier, AJ Paige și MS Kim. „Asistând la natura neclasică a gravitației în prezența interacțiunilor necunoscute”. Physical Review A 102, 022428 (2020). arXiv:2005.13922.
https:///doi.org/10/ghcmzz
arXiv: 2005.13922
[16] R. Colella, AW Overhauser și SA Werner. „Observarea interferenței cuantice induse gravitațional”. Physical Review Letters 34, 1472–1474 (1975).
https:///doi.org/10/dktp8g
[17] Hartmut Abele și Helmut Leeb. „Experimente de gravitație și interferență cuantică cu neutroni”. 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 și Martin B. Plenio. „Decuplarea dinamică moțională pentru interferometria materie-undă”. 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 și Anupam Mazumdar. „Martorul gravitației cuantice prin încurcarea maselor: screeningul Casimir”. 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 și O. Romero-Isart. „Interferența cuantică pe cip a unei microsfere supraconductoare”. Quantum Science and Technology 3, 025001 (2018). arXiv:1603.01553.
https:///doi.org/10/ghfgt3
arXiv: 1603.01553
[21] Laboratorul Național de Câmp Magnetic Înalt. „Publicații științifice selectate generate din cercetările efectuate în magnetul multi-shot de 100 Tesla”. Raportul tehnic. Laboratorul Național de Câmp Magnetic Înalt (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 și D. Janches. „Despre dimensiunea și distribuția vitezei particulelor de praf cosmic care intră în atmosferă”. Geophysical Research Letters 42, 6518–6525 (2015).
https:///doi.org/10/f7pw8f
[23] Matthew Dean Schwartz. „Teoria câmpului cuantic și modelul standard”. Cambridge University Press. New York (2014).
[24] Andrea Di Biagio (2022). cod: AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots.
https:///github.com/AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots
[25] Oriol Romero-Isart. „Suprapunerea cuantică a obiectelor masive și modelele de colaps”. Physical Review A 84, 052121 (2011). arXiv:1110.4495.
https:///doi.org/10/b8njfn
arXiv: 1110.4495
[26] Igor Pikovski, Magdalena Zych, Fabio Costa și Caslav Brukner. „Decoerența universală datorată dilatației gravitaționale a timpului”. Fizica naturii 11, 668–672 (2015). arXiv:1311.1095.
https:///doi.org/10/5ds
arXiv: 1311.1095
[27] S. Bhagavantam și DAAS Narayana Rao. „Constanta dielectrică a diamantului”. 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, ș.a. „Observații ale barionilor dispăruți în mediul intergalactic cald-fierbinte”. Nature 558, 406–409 (2018). arXiv:1806.08395.
https:///doi.org/10/gkkwhr
arXiv: 1806.08395
[29] Katia M. Ferrière. „Mediul interstelar al galaxiei noastre”. 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 și W. Kells. „Îmbunătățirea de mii de ori a masei antiprotonilor măsurate”. Physical Review Letters 65, 1317–1320 (1990).
https:///doi.org/10/bfxv3j
[31] G. Gabrielse. „Comparând antiprotonul și protonul și deschiderea drumului către antihidrogen rece”. În avansuri în fizica atomică, moleculară și optică. Volumul 45, paginile 1–39. Elsevier (2001).
https:///doi.org/10/g3q5
[32] Konrad Zuse. „Rechnender Raum (Calculul spațiului)”. Schriften Zur Dataverarbeitung 1 (1969). url: philpapers.org/rec/ZUSRR.
https:///philpapers.org/rec/ZUSRR
[33] Ted Jacobson, Stefano Liberati și David Mattingly. „Încălcarea Lorentz la energie înaltă: concepte, fenomene și constrângeri astrofizice”. Analele fizicii 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 și alții. „O limită a variației vitezei luminii care rezultă din efectele gravitației cuantice”. Nature 462, 331–334 (2009).
https:///doi.org/10/dvftxs
[35] Giovanni Amelino-Camelia. „Erupție de sprijin pentru relativitate”. Nature 462, 291–292 (2009).
https:///doi.org/10/dwrmk3
[36] Robert J. Nemiroff, Ryan Connolly, Justin Holmes și Alexander B. Kostinski. „Limite pe dispersia spectrală din exploziile de raze gamma detectate de Fermi”. Physical Review Letters 108, 231103 (2012).
https:///doi.org/10/ggf4hv
[37] DP Rideout și RD Sorkin. „O dinamică clasică de creștere secvențială pentru seturile cauzale”. Physical Review D 61, 024002 (1999). arXiv:gr-qc/9904062.
https:///doi.org/10/bvxwn2
arXiv: gr-qc / 9904062
[38] Fay Dowker. „Seturile cauzale și structura profundă a spațiu-timpului”. În Abhay Ashtekar, editor, 100 Years of Relativity. Paginile 445–464. World Scientific (2005). arXiv:gr-qc/0508109.
arXiv: gr-qc / 0508109
[39] Rafael D. Sorkin. „Seturi cauzale: gravitație discretă (note pentru școala de vară din Valdivia)” (2003). arXiv:gr-qc/0309009.
arXiv: gr-qc / 0309009
[40] W. Pauli. „Die allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik”. În H. Bethe, F. Hund, NF Mott, W. Pauli, A. Rubinowicz, G. Wentzel și A. Smekal, editori, Quantentheorie. Paginile 83–272. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg (1933).
https:///doi.org/10/g3q4
[41] Eric A. Galapon. „Teorema lui Pauli și perechile canonice cuantice: consistența unui operator de timp delimitat, autoadjunct conjugat canonic la un hamiltonian cu spectru de puncte nevide”. Proceedings of the Royal Society of London. Seria A: Științe matematice, fizice și inginerie 458, 451–472 (2002). arXiv:quant-ph/9908033.
https:///doi.org/10/cd4dfw
arXiv: Quant-ph / 9908033
[42] Carlo Rovelli și Lee Smolin. „Discretitatea ariei și volumului în gravitația cuantică”. Fizica nucleară B 442, 593–619 (1995). arXiv:gr-qc/9411005.
https:///doi.org/10/d9hbgk
arXiv: gr-qc / 9411005
[43] Bianca Dittrich și Thomas Thiemann. „Sunt spectrele operatorilor geometrici din Loop Quantum Gravity cu adevărat discrete?”. Journal of Mathematical Physics 50, 012503 (2009). arXiv:0708.1721.
https:///doi.org/10/ftvhfw
arXiv: 0708.1721
[44] Carlo Rovelli. „Comentează la „Spectrele operatorilor geometrici din Loop Quantum Gravity sunt cu adevărat discrete?” de B. Dittrich și T. Thiemann” (2007). arXiv:0708.2481.
arXiv: 0708.2481
[45] Carlo Rovelli și Francesca Vidotto. „Gravația cuantică în buclă covariantă: o introducere elementară în gravitația cuantică și teoria spinfoam”. Cambridge University Press. Cambridge (2014).
[46] Eugenio Bianchi. „Operatorul de lungime în Loop Quantum Gravity”. Fizică nucleară 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. „O nouă modificare a metodei norului de determinare a sarcinii electrice elementare și a valorii celei mai probabile a acelei sarcini”. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 19, 209–228 (1910).
https:///doi.org/10/b2rgjz
[49] RA Millikan. „Despre sarcina electrică elementară și constanta Avogadro”. Revista fizică 2, 109–143 (1913).
https:///doi.org/10/bcbd4g
Citat de
[1] Simone Rijavec, Matteo Carlesso, Angelo Bassi, Vlatko Vedral și Chiara Marletto, „Efecte de decoerență în testele de non-clasicitate ale gravitației”, New Journal of Physics 23 4, 043040 (2021).
[2] Anne-Catherine de la Hamette, Viktoria Kabel, Esteban Castro-Ruiz și Časlav Brukner, „Falling through masses in superposition: quantum reference frames for indefinite metrics”, arXiv: 2112.11473.
[3] Marios Christodoulou, Andrea Di Biagio, Markus Aspelmeyer, Časlav Brukner, Carlo Rovelli și Richard Howl, „Entanglement mediat local prin gravitație de la primele principii”, arXiv: 2202.03368.
[4] Carlo Rovelli, „Considerations on Quantum Gravity Phenomenology”, Universul 7 11, 439 (2021).
Citatele de mai sus sunt din ADS SAO / NASA (ultima actualizare cu succes 2022-10-06 11:28:20). Lista poate fi incompletă, deoarece nu toți editorii furnizează date de citare adecvate și complete.
Nu a putut să aducă Date citate încrucișate în ultima încercare 2022-10-06 11:28:18: Nu s-au putut prelua date citate pentru 10.22331 / q-2022-10-06-826 de la Crossref. Acest lucru este normal dacă DOI a fost înregistrat recent.
Acest Lucru este publicat în Quantum sub Creative Commons Atribuire 4.0 internațională (CC BY 4.0) licență. Drepturile de autor rămân la deținătorii de drepturi de autor originale, precum autorii sau instituțiile lor.
