1Інститут квантової оптики та квантової інформації (IQOQI), Відень, Австрійська академія наук, Boltzmanngasse 3, A-1090 Відень, Австрія
2Віденський центр квантової науки та технологій (VCQ), факультет фізики, Віденський університет, Boltzmanngasse 5, A-1090 Vienna, Austria
3Dipartimento di Fisica, La Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, Roma, Italy
4Aix-Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT, Марсель, Франція
5Інститут гравітації та космосу, Університет штату Пенсільванія, Юніверсіті Парк, Пенсільванія 16802, США
6Спільнота фундаментальних досліджень фізики eV, Mariannenstraße 89, Лейпциг, Німеччина
Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.
абстрактний
Час у масштабі Планка ($sim 10^{-44},mathrm{s}$) є невивченим фізичним режимом. Поширена думка, що дослідження планківського часу ще довго залишатиметься нездійсненним завданням. Тим не менш, ми пропонуємо експеримент для перевірки дискретності часу в масштабі Планка та оцінюємо, що він недалекий від сучасних технологічних можливостей.
Рекомендоване зображення: просторово-часовий вигляд запропонованого експерименту. Мала маса $m$ зазнає спін-залежної суперпозиції шляху в гравітаційному полі іншої маси $M$. Дві гілки накопичують різницю у фазі $deltaphi$ через гравітаційну взаємодію. У загальних релятивістських термінах різниця у фазі зумовлена різницею $deltatau$ у власних часах уздовж двох траєкторій: $deltaphi=frac{m}{m_P}frac{deltatau}{t_P},$ де $m_P$ і $ t_P$ – планківська маса та планківський час відповідно. Якщо $deltatau$ може приймати лише скінченний набір значень, то і $deltaphi$ теж. Ми показуємо, що за деяких припущень існує ряд експериментальних параметрів, які дозволяють виявити гіпотетичну деталізацію часу.
[Вбудоване вміст]
► Дані BibTeX
► Список літератури
[1] Г. Едвард Марті, Росс Б. Хатсон, Акіхіса Гобан, Сара Л. Кемпбелл, Нікола Полі та Джун Є. «Зображення оптичних частот з точністю 100 $mu$Hz і роздільною здатністю 1.1 $mu$m». Physical Review Letters 120, 103201 (2018). arXiv:1711.08540.
https:///doi.org/10/gc5sj2
arXiv: 1711.08540
[2] Гаррет Вендел, Луїс Мартінес і Мартін Бойовальд. «Фізичні наслідки фундаментального періоду часу». Physical Review Letters 124, 241301 (2020). arXiv:2005.11572.
https:///doi.org/10/gm7w6s
arXiv: 2005.11572
[3] Сугато Бозе, Анупам Мазумдар, Гевін В. Морлі, Хендрік Ульбріхт, Марко Торош, Мауро Патерностро, Ендрю Герачі, Пітер Баркер, М. С. Кім і Джерард Мілберн. «Свідок спінового заплутування для квантової гравітації». Physical Review Letters 119, 240401 (2017). arXiv:1707.06050.
https:///doi.org/10/gcsb22
arXiv: 1707.06050
[4] К'яра Марлетто та Влатко Ведрал. «Заплутування двох масивних частинок, викликане гравітацією, є достатнім доказом квантових ефектів гравітації». Physical Review Letters 119, 240402 (2017). arXiv:1707.06036.
https:///doi.org/10/gcsjgn
arXiv: 1707.06036
[5] Райан Дж. Маршман, Анупам Мазумдар і Сугато Бозе. «Локальність і заплутаність у настільному тестуванні квантової природи лінеаризованої гравітації». Physical Review A 101, 052110 (2020). arXiv:1907.01568.
https:///doi.org/10/gm7w6z
arXiv: 1907.01568
[6] Танджунг Кріснанда, Го Яо Тхам, Мауро Патерностро та Томаш Патерек. «Спостережувана квантова заплутаність через гравітацію». npj Квантова інформація 6, 12 (2020). arXiv:1906.08808.
https:///doi.org/10/ggz5q7
arXiv: 1906.08808
[7] Сугато Бозе. «Настільне тестування квантової природи гравітації: припущення, наслідки та практичні аспекти пропозиції» (2020).
[8] Річард Хаул, Влатко Ведрал, Деванг Найк, Маріос Крістодулу, Карло Ровеллі та Адітя Аєр. “Негаусівство як ознака квантової теорії гравітації”. PRX Quantum 2, 010325 (2021). arXiv:2004.01189.
https:///doi.org/10/gkq6wg
arXiv: 2004.01189
[9] Маркус Арндт і Клаус Горнбергер. «Перевірка меж квантово-механічних суперпозицій». Nature Physics 10, 271–277 (2014). arXiv:1410.0270.
https:///doi.org/10/f3sqz7
arXiv: 1410.0270
[10] Оріоль Ромеро-Ізарт, Матьє Л. Жуан, Ромен Кідан і Ж. Ігнасіо Сірак. «До квантової суперпозиції живих організмів». Новий журнал фізики 12, 033015 (2010). arXiv:0909.1469.
https:///doi.org/10/cbr7wn
arXiv: 0909.1469
[11] Сандра Айбенбергер, Стефан Герліх, Маркус Арндт, Марсель Майор і Єнс Тюксен. «Інтерференція хвиль матерії з частинками, вибраними з молекулярної бібліотеки з масою, що перевищує 10000 а.е.м.». Фізична хімія Хімічна фізика 15, 14696 (2013). arXiv:1310.8343.
https:///doi.org/10/f3sqz8
arXiv: 1310.8343
[12] Маріос Хрістодулу та Карло Ровеллі. «Про можливість лабораторних доказів квантової суперпозиції геометрій». Physics Letters B 792, 64–68 (2019). arXiv:1808.05842.
https:///doi.org/10/gj6ssc
arXiv: 1808.05842
[13] Маріос Хрістодулу та Карло Ровеллі. “Про можливість експериментального виявлення дискретності часу”. Frontiers in Physics 8, 207 (2020). arXiv:1812.01542.
https:///doi.org/10/gj6ssf
arXiv: 1812.01542
[14] Сугато Бозе та Гевін В. Морлі. «Суперпозиція матерії та спіну у вакуумному експерименті (MASSIVE)» (2018). arXiv:1810.07045.
arXiv: 1810.07045
[15] Адріан Шевальє, Ей Джей Пейдж і М. С. Кім. «Свідчення некласичної природи гравітації за наявності невідомих взаємодій». Physical Review A 102, 022428 (2020). arXiv:2005.13922.
https:///doi.org/10/ghcmzz
arXiv: 2005.13922
[16] Р. Колелла, А. В. Оверхаузер і С. А. Вернер. «Спостереження квантової інтерференції, викликаної гравітацією». Physical Review Letters 34, 1472–1474 (1975).
https:///doi.org/10/dktp8g
[17] Хартмут Абель і Гельмут Ліб. «Експерименти з гравітацією та квантовою інтерференцією з нейтронами». New Journal of Physics 14, 055010 (2012). arXiv:1207.2953.
https:///doi.org/10/f3smc3
arXiv: 1207.2953
[18] Хулен С. Педерналес, Гевін В. Морлі та Мартін Б. Пленіо. “Рухове динамічне роз’єднання для інтерферометрії речовина-хвиля”. Physical Review Letters 125, 023602 (2020). arXiv:1906.00835.
https:///doi.org/10/ghcp3t
arXiv: 1906.00835
[19] Томас В. ван де Камп, Райан Дж. Маршман, Сугато Бозе та Анупам Мазумдар. «Свідок квантової гравітації через заплутаність мас: екранізація Казимира». Physical Review A 102, 062807 (2020). arXiv:2006.06931.
https:///doi.org/10/gm7w6x
arXiv: 2006.06931
[20] Х. Піно, Дж. Прат-Кемпс, К. Сінха, Б. П. Венкатеш і О. Ромеро-Ісарт. «Квантова інтерференція надпровідної мікросфери на кристалі». Квантова наука та технологія 3, 025001 (2018). arXiv:1603.01553.
https:///doi.org/10/ghfgt3
arXiv: 1603.01553
[21] Національна лабораторія сильного магнітного поля. «Вибрані наукові публікації, створені за результатами досліджень, проведених у багатозарядному магніті 100 Тесла». Технічний звіт. Національна лабораторія сильного магнітного поля (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 та D. Janches. «Про розподіл частинок космічного пилу за розмірами і швидкостями, що потрапляють в атмосферу». Geophysical Research Letters 42, 6518–6525 (2015).
https:///doi.org/10/f7pw8f
[23] Метью Дін Шварц. “Квантова теорія поля та стандартна модель”. Cambridge University Press. Нью-Йорк (2014).
[24] Андреа Ді Бьяджо (2022). код: AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots.
https:///github.com/AndreaDiBiagio/TimeDiscretenessExperimentPlots
[25] Оріоль Ромеро-Ісарт. “Квантова суперпозиція масивних об’єктів і моделі колапсу”. Physical Review A 84, 052121 (2011). arXiv:1110.4495.
https:///doi.org/10/b8njfn
arXiv: 1110.4495
[26] Ігор Піковскі, Магдалена Зих, Фабіо Коста та Каслав Брукнер. «Універсальна декогеренція внаслідок гравітаційного затягування часу». Nature Physics 11, 668–672 (2015). arXiv:1311.1095.
https:///doi.org/10/5ds
arXiv: 1311.1095
[27] С. Бхагавантам і DAAS Нараяна Рао. «Діелектрична проникність алмазу». Nature 161, 729–729 (1948).
https:///doi.org/10/c5cb9c
[28] Ф. Нікастро, Дж. Каастра, Ю. Кронголд, С. Боргані, Е. Бранкіні, Р. Сен, М. Дадіна, Ч. В. Данфорт, М. Елвіс, Ф. Фіоре та ін. «Спостереження зниклих баріонів у тепло-гарячому міжгалактичному середовищі». Nature 558, 406–409 (2018). arXiv:1806.08395.
https:///doi.org/10/gkkwhr
arXiv: 1806.08395
[29] Катя М. Фер'єр. «Міжзоряне середовище нашої галактики». Огляди сучасної фізики 73, 1031–1066 (2001).
https:///doi.org/10/fghhgq
[30] Г. Габріельсе, X. Фей, Л. Ороско, Р. Тьоелкер, Дж. Хаас, Х. Каліновський, Т. Трейнор та В. Келлс. «Тисячократне покращення виміряної маси антипротона». Physical Review Letters 65, 1317–1320 (1990).
https:///doi.org/10/bfxv3j
[31] Г. Габріельсе. «Порівняння антипротона і протона та відкриття шляху до холодного антиводню». Удосконалення атомної, молекулярної та оптичної фізики. Том 45, сторінки 1–39. Elsevier (2001).
https:///doi.org/10/g3q5
[32] Конрад Цузе. “Rechnender Raum (Обчислення простору)”. Schriften Zur Dataverarbeitung 1 (1969). url: philpapers.org/rec/ZUSRR.
https:///philpapers.org/rec/ZUSRR
[33] Тед Джейкобсон, Стефано Лібераті та Девід Маттінглі. “Порушення Лоренца при високій енергії: поняття, явища та астрофізичні обмеження”. Annals of Physics 321, 150–196 (2006). arXiv:astro-ph/0505267.
https:///doi.org/10/bgp7t5
arXiv:astro-ph/0505267
[34] А. А. Абдо, М. Акерман, М. Аджелло, К. Асано, В. Б. Етвуд, М. Аксельссон, Л. Бальдіні, Дж. Балет, Дж. Барбієлліні, М. Г. Берінг та ін. «Обмеження зміни швидкості світла, що виникає внаслідок ефектів квантової гравітації». Nature 462, 331–334 (2009).
https:///doi.org/10/dvftxs
[35] Джованні Амеліно-Камелія. «Сплеск підтримки теорії відносності». Nature 462, 291–292 (2009).
https:///doi.org/10/dwrmk3
[36] Роберт Дж. Немірофф, Раян Конноллі, Джастін Холмс та Олександр Б. Костінскі. «Межі спектральної дисперсії від спалахів гамма-променів, зареєстрованих Фермі». Physical Review Letters 108, 231103 (2012).
https:///doi.org/10/ggf4hv
[37] Д. П. Райдаут і Р. Д. Соркін. «Класична послідовна динаміка зростання причинно-наслідкових наборів». Physical Review D 61, 024002 (1999). arXiv:gr-qc/9904062.
https:///doi.org/10/bvxwn2
arXiv:gr-qc/9904062
[38] Фей Доукер. «Причинні набори та глибинна структура простору-часу». В Абхай Аштекар, редактор, 100 років теорії відносності. Сторінки 445–464. World Scientific (2005). arXiv:gr-qc/0508109.
arXiv:gr-qc/0508109
[39] Рафаель Д. Соркін. «Причинно-наслідкові набори: дискретна гравітація (нотатки для літньої школи у Вальдівії)» (2003). arXiv:gr-qc/0309009.
arXiv:gr-qc/0309009
[40] В. Паулі. “Die allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik”. У H. Bethe, F. Hund, NF Mott, W. Pauli, A. Rubinowicz, G. Wentzel та A. Smekal, редактори, Quantentheorie. Сторінки 83–272. Springer Berlin Heidelberg, Берлін, Гейдельберг (1933).
https:///doi.org/10/g3q4
[41] Ерік А. Галапон. “Теорема Паулі та квантово-канонічні пари: узгодженість обмеженого, самоспряженого оператора часу, канонічно спряженого до гамільтоніана з непорожнім точковим спектром”. Праці Лондонського королівського товариства. Серія A: Математичні, фізичні та інженерні науки 458, 451–472 (2002). arXiv:quant-ph/9908033.
https:///doi.org/10/cd4dfw
arXiv: quant-ph / 9908033
[42] Карло Ровеллі та Лі Смолін. “Дискретність площі та об’єму в квантовій гравітації”. Ядерна фізика B 442, 593–619 (1995). arXiv:gr-qc/9411005.
https:///doi.org/10/d9hbgk
arXiv:gr-qc/9411005
[43] Б'янка Дітріх і Томас Тіман. «Чи справді спектри геометричних операторів у Loop Quantum Gravity є дискретними?» Журнал математичної фізики 50, 012503 (2009). arXiv:0708.1721.
https:///doi.org/10/ftvhfw
arXiv: 0708.1721
[44] Карло Ровеллі. «Коментар до «Чи дійсно спектри геометричних операторів у Loop Quantum Gravity є дискретними?» Б. Дітріха і Т. Тімана» (2007). arXiv:0708.2481.
arXiv: 0708.2481
[45] Карло Ровеллі та Франческа Відотто. «Квантова гравітація з коваріантною петлею: Елементарний вступ до квантової гравітації та теорії спінофаму». Cambridge University Press. Кембридж (2014).
[46] Еудженіо Б'янкі. «Оператор довжини в петлевій квантовій гравітації». Ядерна фізика B 807, 591–624 (2009). arXiv:0806.4710.
https:///doi.org/10/bjt6r2
arXiv: 0806.4710
[47] Альберт Ейнштейн. “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] Р. А. Міллікан. «Нова модифікація хмарного методу визначення елементарного електричного заряду та найбільш ймовірного значення цього заряду». Лондонський, Единбурзький і Дублінський філософський журнал і журнал науки 19, 209–228 (1910).
https:///doi.org/10/b2rgjz
[49] Р. А. Міллікан. «Про елементарний електричний заряд і константу Авогадро». Physical Review 2, 109–143 (1913).
https:///doi.org/10/bcbd4g
Цитується
[1] Сімоне Ріявек, Маттео Карлессо, Анджело Бассі, Влатко Ведрал і К’яра Марлетто, «Ефекти декогерентності в некласичних тестах гравітації», New Journal of Physics 23 4, 043040 (2021).
[2] Анн-Катрін де ла Хаметт, Вікторія Кабель, Естебан Кастро-Руїс і Часлав Брукнер, «Падіння мас у суперпозиції: квантові системи відліку для невизначених метрик», arXiv: 2112.11473.
[3] Маріос Крістодулу, Андреа Ді Бьяджіо, Маркус Аспельмейер, Часлав Брукнер, Карло Ровеллі та Річард Хаул, «Локально опосередковане заплутування через гравітацію з перших принципів», arXiv: 2202.03368.
[4] Карло Ровеллі, «Міркування щодо феноменології квантової гравітації», Всесвіт 7 11, 439 (2021).
Вищезазначені цитати від SAO / NASA ADS (останнє оновлення успішно 2022-10-06 11:28:20). Список може бути неповним, оскільки не всі видавці надають відповідні та повні дані про цитування.
Не вдалося отримати Перехресне посилання, наведене за даними під час останньої спроби 2022-10-06 11:28:18: Не вдалося отримати цитовані дані для 10.22331/q-2022-10-06-826 з Crossref. Це нормально, якщо DOI був зареєстрований нещодавно.
Ця стаття опублікована в Quantum під Creative Commons Attribution 4.0 International (CC на 4.0) ліцензія. Авторське право залишається за оригінальними власниками авторських прав, такими як автори або їх установи.
