1Институт квантовой оптики и квантовой информации (IQOQI) Вена, Австрийская академия наук, Boltzmanngasse 3, A-1090 Вена, Австрия
2Венский центр квантовой науки и технологий (VCQ), физический факультет Венского университета, Boltzmanngasse 5, A-1090 Вена, Австрия
3Dipartimento di Fisica, La Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, Рим, Италия
4Экс-Марсельский университет, Тулонский университет, CNRS, CPT, Марсель, Франция
5Институт гравитации и космоса Пенсильванского государственного университета, Юниверсити-Парк, Пенсильвания 16802, США
6Сообщество фундаментальных исследований для физики eV, Марианненштрассе 89, Лейпциг, Германия
Находите эту статью интересной или хотите обсудить? Scite или оставить комментарий на SciRate.
Абстрактные
Время по планковской шкале ($sim 10^{-44},mathrm{s}$) — неизученный физический режим. Широко распространено мнение, что зондирование планковского времени еще долго будет оставаться невыполнимой задачей. Тем не менее, мы предлагаем эксперимент для проверки дискретности времени в масштабе Планка и оцениваем, что он не так уж далек от текущих технологических возможностей.
Рекомендуемое изображение: пространственно-временной вид предлагаемого эксперимента. Малая масса $m$ претерпевает спин-зависимую суперпозицию траекторий в гравитационном поле другой массы $M$. Две ветви накапливают разницу в фазе $deltaphi$ из-за гравитационного взаимодействия. В общерелятивистских терминах различие фаз обусловлено разницей $deltatau$ собственных времен вдоль двух траекторий: $deltaphi=frac{m}{m_P}frac{deltatau}{t_P},$, где $m_P$ и $ t_P$ — планковская масса и планковское время соответственно. Если $deltatau$ может принимать только конечное множество значений, то и $deltaphi$ тоже. Мы показываем, что при некоторых предположениях существует ряд экспериментальных параметров, позволяющих обнаружить гипотетическую гранулярность времени.
[Встраиваемое содержимое]
► Данные BibTeX
► Рекомендации
[1] Г. Эдвард Марти, Росс Б. Хатсон, Акихиса Гобан, Сара Л. Кэмпбелл, Никола Поли и Джун Йе. «Визуализация оптических частот с точностью 100 мкГц и разрешением 1.1 мкМ». Письма о физическом обзоре 120, 103201 (2018). архив: 1711.08540.
https:///doi.org/10/gc5sj2
Arxiv: 1711.08540
[2] Гаррет Вендель, Луис Мартинес и Мартин Бойовальд. «Физические последствия фундаментального периода времени». Письма о физическом обзоре 124, 241301 (2020). архив: 2005.11572.
https:///doi.org/10/gm7w6s
Arxiv: 2005.11572
[3] Сугато Бозе, Анупам Мазумдар, Гэвин В. Морли, Хендрик Ульбрихт, Марко Торош, Мауро Патерностро, Эндрю Герачи, Питер Баркер, М.С. Ким и Джерард Милберн. «Свидетель спиновой запутанности для квантовой гравитации». Письма о физическом обзоре 119, 240401 (2017). архив: 1707.06050.
https:///doi.org/10/gcsb22
Arxiv: 1707.06050
[4] Кьяра Марлетто и Влатко Ведрал. «Вызванная гравитацией запутанность между двумя массивными частицами является достаточным доказательством квантовых эффектов в гравитации». Письма о физическом обзоре 119, 240402 (2017). архив: 1707.06036.
https:///doi.org/10/gcsjgn
Arxiv: 1707.06036
[5] Райан Дж. Маршман, Анупам Мазумдар и Сугато Бозе. «Локальность и запутанность в настольном тестировании квантовой природы линеаризованной гравитации». Физический обзор A 101, 052110 (2020). архив: 1907.01568.
https:///doi.org/10/gm7w6z
Arxiv: 1907.01568
[6] Танджунг Криснанда, Гуо Яо Там, Мауро Патерностро и Томаш Патерек. «Наблюдаемая квантовая запутанность из-за гравитации». npj Квантовая информация 6, 12 (2020). архив: 1906.08808.
https:///doi.org/10/ggz5q7
Arxiv: 1906.08808
[7] Сугато Бозе. «Настольное тестирование квантовой природы гравитации: предположения, последствия и практические аспекты предложения» (2020 г.).
[8] Ричард Хоул, Влатко Ведрал, Деванг Найк, Мариос Христодулу, Карло Ровелли и Адитья Айер. «Негауссовость как признак квантовой теории гравитации». PRX Quantum 2, 010325 (2021). архив: 2004.01189.
https:///doi.org/10/gkq6wg
Arxiv: 2004.01189
[9] Маркус Арндт и Клаус Хорнбергер. «Проверка пределов квантово-механических суперпозиций». Физика природы 10, 271–277 (2014). архив: 1410.0270.
https:///doi.org/10/f3sqz7
Arxiv: 1410.0270
[10] Ориоль Ромеро-Исарт, Матье Л. Жуан, Ромен Кидан и Х. Игнасио Сирак. «К квантовой суперпозиции живых организмов». Новый журнал физики 12, 033015 (2010). архив: 0909.1469.
https:///doi.org/10/cbr7wn
Arxiv: 0909.1469
[11] Сандра Эйбенбергер, Стефан Герлих, Маркус Арндт, Марсель Майор и Йенс Тюксен. «Интерференция волн материи с частицами, выбранными из молекулярной библиотеки с массами, превышающими 10000 а.е.м.». Физическая химия Химическая физика 15, 14696 (2013). архив: 1310.8343.
https:///doi.org/10/f3sqz8
Arxiv: 1310.8343
[12] Мариос Христодулу и Карло Ровелли. «О возможности лабораторных доказательств квантовой суперпозиции геометрий». Письма по физике B 792, 64–68 (2019). архив: 1808.05842.
https:///doi.org/10/gj6ssc
Arxiv: 1808.05842
[13] Мариос Христодулу и Карло Ровелли. «О возможности экспериментального обнаружения дискретности времени». Границы физики 8, 207 (2020). архив: 1812.01542.
https:///doi.org/10/gj6ssf
Arxiv: 1812.01542
[14] Сугато Бозе и Гэвин В. Морли. «Суперпозиция материи и спина в вакуумном эксперименте (MASSIVE)» (2018). архив: 1810.07045.
Arxiv: 1810.07045
[15] Хадриен Шевалье, Эй Джей Пейдж и М. С. Ким. «Наблюдение за неклассической природой гравитации в присутствии неизвестных взаимодействий». Физический обзор A 102, 022428 (2020). архив: 2005.13922.
https:///doi.org/10/ghcmzz
Arxiv: 2005.13922
[16] Р. Колелла, А. В. Оверхаузер и С. А. Вернер. «Наблюдение за гравитационно-индуцированной квантовой интерференцией». Письма о физическом обзоре 34, 1472–1474 (1975).
https:///doi.org/10/dktp8g
[17] Хартмут Абеле и Гельмут Лееб. «Гравитационно-квантовые интерференционные эксперименты с нейтронами». Новый журнал физики 14, 055010 (2012). архив: 1207.2953.
https:///doi.org/10/f3smc3
Arxiv: 1207.2953
[18] Джулен С. Педерналес, Гэвин В. Морли и Мартин Б. Пленио. «Динамическая развязка движения для интерферометрии материи и волны». Письма о физическом обзоре 125, 023602 (2020). архив: 1906.00835.
https:///doi.org/10/ghcp3t
Arxiv: 1906.00835
[19] Томас В. ван де Камп, Райан Дж. Маршман, Сугато Бозе и Анупам Мазумдар. «Свидетель квантовой гравитации через запутанность масс: экранирование Казимира». Физический обзор A 102, 062807 (2020). архив: 2006.06931.
https:///doi.org/10/gm7w6x
Arxiv: 2006.06931
[20] Х. Пино, Дж. Прат-Кэмпс, К. Синха, Б. П. Венкатеш и О. Ромеро-Исарт. «Внутренняя квантовая интерференция сверхпроводящей микросферы». Квантовая наука и технологии 3, 025001 (2018). архив: 1603.01553.
https:///doi.org/10/ghfgt3
Arxiv: 1603.01553
[21] Национальная лаборатория сильного магнитного поля. «Избранные научные публикации, созданные на основе исследований, проведенных на многократном магните мощностью 100 Тесла». Технический отчет. Национальная лаборатория сильного магнитного поля (2020 г.). 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 и D. Janches. «О размерах и распределении по скоростям частиц космической пыли, попадающих в атмосферу». Письма о геофизических исследованиях 42, 6518–6525 (2015).
https:///doi.org/10/f7pw8f
[23] Мэтью Дин Шварц. «Квантовая теория поля и стандартная модель». Издательство Кембриджского университета. Нью-Йорк (2014).
[24] Андреа Ди Бьяджо (2022). код: AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots.
https:///github.com/AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots
[25] Ориоль Ромеро-Изарт. «Квантовая суперпозиция массивных объектов и модели коллапса». Физический обзор A 84, 052121 (2011). архив: 1110.4495.
https:///doi.org/10/b8njfn
Arxiv: 1110.4495
[26] Игорь Пиковски, Магдалена Зых, Фабио Коста и Часлав Брукнер. «Всеобщая декогеренция из-за гравитационного замедления времени». Физика природы 11, 668–672 (2015). архив: 1311.1095.
https:///doi.org/10/5ds
Arxiv: 1311.1095
[27] С. Бхагавантам и ДААС Нараяна Рао. «Диэлектрическая проницаемость алмаза». Природа 161, 729–729 (1948).
https:///doi.org/10/c5cb9c
[28] Ф. Никастро, Дж. Каастра, Ю. Кронголд, С. Боргани, Э. Бранчини, Р. Сен, М. Дадина, Ч. У. Дэнфорт, М. Элвис, Ф. Фиоре и другие. «Наблюдения за пропавшими барионами в тепло-горячей межгалактической среде». Природа 558, 406–409 (2018). архив: 1806.08395.
https:///doi.org/10/gkkwhr
Arxiv: 1806.08395
[29] Катя М. Ферьер. «Межзвездная среда нашей галактики». Обзоры современной физики 73, 1031–1066 (2001).
https:///doi.org/10/fghhgq
[30] Г. Габриэлсе, К. Фей, Л. Ороско, Р. Тьелькер, Дж. Хаас, Х. Калиновски, Т. Трейнор и В. Келлс. «Тысячекратное улучшение измеренной массы антипротона». Письма о физическом обзоре 65, 1317–1320 (1990).
https:///doi.org/10/bfxv3j
[31] Г. Габриэльс. «Сравнение антипротона и протона и открытие пути к холодному антиводороду». В достижениях атомной, молекулярной и оптической физики. Том 45, страницы 1–39. Эльзевир (2001).
https:///doi.org/10/g3q5
[32] Конрад Цузе. «Rechnender Raum (Вычисление пространства)». Schriften Zur Dataverarbeitung 1 (1969). URL: philpapers.org/rec/ZUSRR.
https:///philpapers.org/rec/ZUSRR
[33] Тед Джейкобсон, Стефано Либерати и Дэвид Маттингли. «Нарушение Лоренца при высоких энергиях: концепции, явления и астрофизические ограничения». Анналы физики 321, 150–196 (2006). arXiv:astro-ph/0505267.
https:///doi.org/10/bgp7t5
arXiv:astro-ph/0505267
[34] А.А. Абдо, М. Аккерманн, М. Айелло, К. Асано, В. Б. Этвуд, М. Аксельссон, Л. Бальдини, Дж. Балет, Г. Барбьеллини, М. Г. Бэринг и другие. «Предел изменения скорости света, возникающий из-за эффектов квантовой гравитации». Природа 462, 331–334 (2009).
https:///doi.org/10/dvftxs
[35] Джованни Амелино-Камелия. «Взрыв поддержки относительности». Природа 462, 291–292 (2009).
https:///doi.org/10/dwrmk3
[36] Роберт Дж. Немирофф, Райан Коннолли, Джастин Холмс и Александр Б. Костински. «Границы спектральной дисперсии гамма-всплесков, обнаруженных Ферми». Письма о физическом обзоре 108, 231103 (2012).
https:///doi.org/10/ggf4hv
[37] Д.П. Райдаут и Р.Д. Соркин. «Классическая динамика последовательного роста причинных наборов». Физический обзор D 61, 024002 (1999). arXiv:gr-qc/9904062.
https:///doi.org/10/bvxwn2
Arxiv: гр-дс / 9904062
[38] Фэй Доукер. «Каузальные множества и глубинная структура пространства-времени». Ин Абхай Аштекар, редактор журнала 100 Years of Relativity. Страницы 445–464. Мировой научный (2005). arXiv:gr-qc/0508109.
Arxiv: гр-дс / 0508109
[39] Рафаэль Д. Соркин. «Причинные множества: дискретная гравитация (заметки для летней школы Вальдивии)» (2003 г.). arXiv:gr-qc/0309009.
Arxiv: гр-дс / 0309009
[40] В. Паули. «Die allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik». В H. Bethe, F. Hund, NF Mott, W. Pauli, A. Rubinowicz, G. Wentzel и A. Smekal, editors, Quantenttheorie. Страницы 83–272. Springer Berlin Heidelberg, Берлин, Гейдельберг (1933).
https:///doi.org/10/g3q4
[41] Эрик А. Галапон. «Теорема Паули и квантовые канонические пары: непротиворечивость ограниченного самосопряженного оператора времени, канонически сопряженного с гамильтонианом с непустым точечным спектром». Труды Лондонского королевского общества. Серия A: Математические, физические и технические науки 458, 451–472 (2002). arXiv: квант-тел/9908033.
https:///doi.org/10/cd4dfw
Arxiv: колич-фот / 9908033
[42] Карло Ровелли и Ли Смолин. «Дискретность площади и объема в квантовой гравитации». Ядерная физика B 442, 593–619 (1995). arXiv:gr-qc/9411005.
https:///doi.org/10/d9hbgk
Arxiv: гр-дс / 9411005
[43] Бьянка Диттрих и Томас Тиманн. «Действительно ли спектры геометрических операторов в Loop Quantum Gravity дискретны?». Журнал математической физики 50, 012503 (2009). архив: 0708.1721.
https:///doi.org/10/ftvhfw
Arxiv: 0708.1721
[44] Карло Ровелли. «Комментарий к теме «Действительно ли дискретны спектры геометрических операторов в Loop Quantum Gravity?» Б. Дитрих и Т. Тиманн» (2007). архив: 0708.2481.
Arxiv: 0708.2481
[45] Карло Ровелли и Франческа Видотто. «Квантовая гравитация с ковариантной петлей: элементарное введение в квантовую гравитацию и теорию пенопласта». Издательство Кембриджского университета. Кембридж (2014).
[46] Эудженио Бьянки. «Оператор длины в петлевой квантовой гравитации». Ядерная физика B 807, 591–624 (2009). архив: 0806.4710.
https:///doi.org/10/bjt6r2
Arxiv: 0806.4710
[47] Альберт Эйнштейн. «Uber 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] Р.А. Милликен. «Новая модификация облачного метода определения элементарного электрического заряда и наиболее вероятного значения этого заряда». Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал 19, 209–228 (1910).
https:///doi.org/10/b2rgjz
[49] Р.А. Милликен. «Об элементарном электрическом заряде и постоянной Авогадро». Physical Review 2, 109–143 (1913).
https:///doi.org/10/bcbd4g
Цитируется
[1] Симоне Рижавек, Маттео Карлессо, Анджело Басси, Влатко Ведрал и Кьяра Марлетто, «Эффекты декогеренции в тестах гравитации на неклассичность», Новый физический журнал 23 4, 043040 (2021).
[2] Анн-Катрин де ла Аметт, Виктория Кабель, Эстебан Кастро-Руис и Часлав Брукнер, «Падение масс в суперпозиции: квантовые системы отсчета для неопределенных метрик», Arxiv: 2112.11473.
[3] Мариос Христодулу, Андреа Ди Бьяджо, Маркус Аспельмейер, Часлав Брукнер, Карло Ровелли и Ричард Хоул, «Локально опосредованная запутанность посредством гравитации из первых принципов», Arxiv: 2202.03368.
[4] Карло Ровелли, «Соображения по феноменологии квантовой гравитации», Вселенная 7 11, 439 (2021).
Приведенные цитаты из САО / НАСА ADS (последнее обновление успешно 2022-10-06 11:28:20). Список может быть неполным, поскольку не все издатели предоставляют подходящие и полные данные о цитировании.
Не удалось получить Перекрестная ссылка на данные во время последней попытки 2022-10-06 11:28:18: Не удалось получить цитируемые данные для 10.22331 / q-2022-10-06-826 от Crossref. Это нормально, если DOI был зарегистрирован недавно.
Эта статья опубликована в Quantum под Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) лицензия. Авторское право остается за первоначальными правообладателями, такими как авторы или их учреждения.
