論文の概要: Feasibility considerations for free-fall tests of gravitational
decoherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.01483v1
- Date: Tue, 2 Nov 2021 10:35:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-09 08:57:56.029132
- Title: Feasibility considerations for free-fall tests of gravitational
decoherence
- Title（参考訳）: 重力デコヒーレンス自由落下試験における可能性の検討
- Authors: Rainer Kaltenbaek
- Abstract要約: 宇宙は、マクロ的な量子重ね合わせを用いて量子物理学の基礎をテストするエキサイティングな機会を提供する。
質量試験粒子を用いた物質波干渉法を用いて、専用の宇宙ミッション(MAQRO)でそのような実験を行うことが提案されている。
ミッション期間中に達成可能なデータポイントの数が限られているため,このような非干渉実験の限界について論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Space offers exciting opportunities to test the foundations of quantum
physics using macroscopic quantum superpositions. It has been proposed to
perform such tests in a dedicated space mission (MAQRO) using matter-wave
interferometry with massive test particles or monitoring how the wave function
of a test particle expands over time. Such experiments could, test quantum
physics with sufficiently high precision to resolve potential deviations from
its unitary evolution due to gravitational decoherence. For example, such
deviations have been predicted by the Di\'{o}si-Penrose (DP) model and the
K\'{a}rolyh\'{a}zy (K) model. The former predicts the collapse of massive or
large superpositions due to a non-linear modification of quantum evolution. The
latter predicts decoherence because of an underlying uncertainty of space time.
Potential advantages of a space environment are (1) long free-fall times, (2)
low noise, and (3) taking a high number of data points over several years in a
dedicated space mission. In contrast to interferometric tests, monitoring wave
function expansion is less complex, but it does face some practical
limitations. Here, we will discuss limitations of such non-interferometric
experiments due to the limited number of data points achievable during a
mission lifetime. Our results show that it will require an interferometric
approach to conclusively test for gravitational decoherence as predicted by the
DP or K models. In honor of the novel prize of Sir Roger Penrose, we will focus
our discussion on the Di\'{o}si-Penrose model.
- Abstract（参考訳）: 宇宙は、マクロ量子重ね合わせを用いて量子物理学の基礎をテストするエキサイティングな機会を提供する。
実験粒子を用いた物質波干渉法や、試験粒子の波動関数が時間とともにどのように広がるかを監視するため、専用の宇宙ミッション(MAQRO)でそのような実験を行うことが提案されている。
このような実験は、重力デコヒーレンスによるユニタリ進化からの潜在的な偏差を解決するのに十分な精度で量子物理学をテストすることができる。
例えば、このような偏差は、Di\'{o}si-Penrose (DP)モデルとK\'{a}rolyh\'{a}zy (K)モデルによって予測されている。
前者は、量子進化の非線形な修正による大規模重ね合わせの崩壊を予測している。
後者は、時空の不確かさの根底からデコヒーレンスを予測する。
宇宙環境の潜在的な利点は、(1)長期の自由落下時間、(2)低騒音、(3)専用の宇宙ミッションで数年にわたって大量のデータポイントを取ることである。
干渉テストとは対照的に、波動関数の拡張の監視はそれほど複雑ではないが、実用上の限界に直面している。
ここでは、ミッション期間中に達成可能なデータポイントの数が限られているため、このような非干渉実験の限界について論じる。
以上の結果から,DPモデルやKモデルで予測される重力デコヒーレンスを決定的に検証するには,干渉計によるアプローチが必要であることが示唆された。
ロジャー・ペンローズのノーベル賞に敬意を表して、我々はDi\'{o}si-Penroseモデルについて議論する。
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