論文の概要: Quantum Signatures of Gravity from Superpositions of Primordial Massive Particles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.13438v1
• Date: Tue, 26 Oct 2021 06:37:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 05:51:38.187303
• Title: Quantum Signatures of Gravity from Superpositions of Primordial Massive Particles
• Title（参考訳）: 原始質量粒子の重ね合わせによる重力の量子シグネチャ
• Authors: Gowtham Amirthya Neppoleon, Aditya Iyer, Vlatko Vedral, and Yi Wang
• Abstract要約: 我々は、放射支配宇宙における関連するデコヒーレンス時間スケールを計算する。 質量が最大107,rmkg$の軽い原始粒子の場合、対応するデコヒーレンス時間スケールは観測可能な宇宙の年齢よりもかなり大きい。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2330174808784533
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the superposition of primordial massive particles and compute the associated decoherence time scale in the radiation dominated universe. We observe that for lighter primordial particles with masses up to $10^7\,\rm{kg}$, the corresponding decoherence time scale is significantly larger than the age of the observable universe, demonstrating that a primordial particle would persist in a pure quantum state, with its wavefunction spreading freely. For heavier particles, they can still be in a quantum state while their position uncertainties are limited by the wavelength of background photons. We then discuss three observational signatures that may arise from a quantum superposition of primordial particles such as primordial black holes and other heavy dark matter candidates, namely, interference effects due to superpositions of the metric, transition lines in the gravitational wave spectrum due to gravitationally bound states indicating the existence of gravitons, and witnesses of quantum entanglement between massive particles and of the gravitational field.
• Abstract（参考訳）: 我々は、原始質量粒子の重ね合わせを研究し、放射支配宇宙における関連するデコヒーレンス時間スケールを計算する。 質量が10^7\,\rm{kg}$の軽い原始粒子の場合、対応するデコヒーレンス時間スケールは観測可能な宇宙の年齢よりもかなり大きく、原始粒子が純粋な量子状態で持続し、波動関数は自由に広がることが示されている。 重い粒子の場合、その位置の不確かさは背景光子の波長によって制限されるが、量子状態にある可能性がある。 次に、原始ブラックホールやその他の重いダークマター候補のような原始粒子の量子重ね合わせ、すなわち、計量の重ね合わせによる干渉効果、重力子の存在を示す重力束縛状態による重力波スペクトルの遷移線、質量粒子と重力場の量子絡み合いの目撃から生じる3つの観測信号について論じる。

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