論文の概要: Spectra of Neutron Wave Functions in Earth's Gravitational Field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.02769v1
- Date: Thu, 4 Nov 2021 11:52:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-09 04:40:58.484544
- Title: Spectra of Neutron Wave Functions in Earth's Gravitational Field
- Title（参考訳）: 地球の重力場における中性子波動関数のスペクトル
- Authors: Martin Suda and Manfried Faber and Joachim Bosina and Tobias Jenke and
Christian K\"ading and Jakob Micko and Mario Pitschmann and Hartmut Abele
- Abstract要約: 量子バウンシングボール(Quantum Bouncing Ball)は、線形重力ポテンシャルにおける量子波パケットの時間発展である。
qBounce共同研究チームは最近、超低温中性子の波束を約30ミクロンの高さで落下させることで、そのようなシステムを観測した。
本稿では、地球の重力場における中性子波関数の空間および運動量スペクトルとウィグナー関数を解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The time evolution of a quantum wave packet in the linear gravity potential
is known as Quantum Bouncing Ball. The qBounce collaboration recently observed
such a system by dropping wave packets of ultracold neutrons by a height of
roughly 30 microns. In this article, space and momentum spectra as well as
Wigner functions of the neutron wave functions in the gravitational field of
the Earth are analyzed. We investigate the quantum states in the "preparation
region", into which they transition after exiting a narrow double-mirror system
and where we would expect to observe free fall and bounces in classical
physics. For this, we start from the stationary solutions and eigenvalues of
the Schr\"odinger equation in terms of Airy functions and their zeros.
Subsequently, we examine space and momentum distributions as well as Wigner
functions in phase space for pure and mixed quantum states. The eventual
influence of Yukawa-like forces for small distances of several micrometers from
the mirror is included through first order perturbation calculations. Those
allow us to study the resulting modifications of space and momentum
distributions, and phase space functions.
- Abstract（参考訳）: 線形重力ポテンシャルにおける量子波パケットの時間発展は量子バウンシングボールとして知られている。
qbounceのコラボレーションは、超低温中性子の波束を約30ミクロンの高さに落として観測した。
本稿では,地球の重力場における中性子波動関数の空間スペクトルと運動量スペクトルおよびウィグナー関数を解析した。
我々は、狭い二重ミラー系を離れた後に遷移する「予備領域」の量子状態を調べ、古典物理学において自由落下とバウンスを観測することを期待する。
このために、我々はエアリー函数とその零点の観点でシュル=オディンガー方程式の定常解と固有値から始める。
その後、純粋および混合量子状態の位相空間における空間と運動量分布とウィグナー関数について検討する。
鏡から数マイクロメートルの小さな距離に対する湯川様力の最終的な影響は、第1次摂動計算によって考慮される。
これらにより、空間と運動量分布、位相空間関数の結果として生じる変化を研究することができる。
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