論文の概要: No intrinsic decoherence of inflationary cosmological perturbations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.04092v2
- Date: Tue, 4 Jan 2022 03:54:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-05 03:21:15.651832
- Title: No intrinsic decoherence of inflationary cosmological perturbations
- Title（参考訳）: インフレーション宇宙論的摂動の内在的デコヒーレンス
- Authors: Jen-Tsung Hsiang and Bei-Lok Hu
- Abstract要約: 我々は、膨張宇宙における宇宙論的摂動の量子デコヒーレンスの研究に焦点をあてる。
問題は、量子摂動は宇宙の膨張とともにデコヒールするのかということだ。
- 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: After a brief summary of decoherence and quantum to classical transition in
cosmology we focus on the study of quantum decoherence of cosmological
perturbations in inflationary universe, that does not rely on any environment.
This is what `intrinsic' in the title refers to -- a closed quantum system. The
question is, does its quantum perturbations decohere with an inflationary
expansion of the universe. A dominant view which had propagated for a quarter
of a century asserts yes, based on the belief that the large squeezing of a
quantum state after a duration of inflation renders the system effectively
classical. This paper debunks this view by identifying the technical
fault-lines in its derivations and revealing the pitfalls in its arguments
which drew earlier authors to this wrong conclusion. We use a few simple
quantum mechanical models to expound where the fallacy originated: The highly
squeezed ellipse quadrature in phase space cannot be simplified to a line, and
the Wigner function cannot be replaced by a delta function. These amount to
taking only the leading order contributions in seeking the semiclassical limit
and ignoring the subdominant contributions where quantum features reside. Doing
so violates the bounds of the Wigner function, and its wave functions possess
negative eigenvalues. Moreover, the Robertson-Schrodinger uncertainty relation
for a pure state is violated. For inflationary cosmological perturbations, in
addition to these features, entanglement exists between the created pairs. This
uniquely quantum feature cannot be easily argued away. Indeed it could be our
best hope to retroduce the quantum nature of cosmological perturbations and the
trace of an inflaton field. All this point to the fact that a closed quantum
system, even when highly squeezed, evolves unitarily without loss of coherence;
quantum cosmological perturbations do not by itself decohere.
- Abstract（参考訳）: 宇宙論におけるデコヒーレンスと量子から古典への遷移を簡潔に要約した後、我々はインフレーション宇宙における宇宙論的摂動の量子デコヒーレンスの研究に焦点を当てる。
これは、タイトルの「内在的」が--閉量子系を指すものである。
問題は、その量子摂動は宇宙のインフレーション膨張と関係しているかである。
1世紀半にわたって伝播した支配的な見解は、インフレーションが続くと量子状態が大きく揺らぎ、システムが事実上古典的であるという信念に基づいてイエスを主張している。
本稿では,その導出における技術的欠陥線を特定し,その主張の落とし穴を明らかにすることで,この考え方を否定する。
位相空間の高度に圧縮された楕円二次は直線に単純化できず、ウィグナー関数はデルタ関数に置き換えることができない。
これらの量は、半古典的極限を求め、量子的特徴が存在する部分支配的な寄与を無視した上での先行的な貢献のみを取る。
そうすることはウィグナー関数の境界に反し、その波動関数は負の固有値を持つ。
さらに、純状態に対するロバートソン・シュロディンガーの不確実性関係を破る。
インフレーション宇宙論的摂動では、これらの特徴に加えて、生成した対の間に絡み合いが存在する。
このユニークな量子的特徴は容易に議論できない。
実際、宇宙論的摂動の量子的性質とインフラトン場の痕跡を再現することは、我々の最良の希望かもしれない。
これら全ては、閉じた量子系が、非常に圧縮された場合でも、コヒーレンスを失うことなく一元的に進化するという事実を示している。
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