論文の概要: Scalar-Mediated Quantum Forces Between Macroscopic Bodies and Interferometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.01342v3
• Date: Tue, 11 Oct 2022 22:30:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-23 07:41:32.225435
• Title: Scalar-Mediated Quantum Forces Between Macroscopic Bodies and Interferometry
• Title（参考訳）: マクロ体と干渉計の間のスカラー媒介量子力
• Authors: Philippe Brax, Sylvain Fichet
• Abstract要約: 物質に双線型に結合した巨大なスカラー場を媒介する古典的物体間の量子力について検討する。 ディリクレ球面内の量子圧は、再正規化可能な発散まで有限であることを示す。 平面点幾何学では、原子干渉計で観測可能な位相シフトへの量子力の寄与を計算する方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the quantum force between classical objects mediated by massive scalar fields bilinearly coupled to matter. The existence of such fields is motivated by dark matter, dark energy, and by the possibility of a hidden sector beyond the Standard Model. We introduce the quantum work felt by an arbitrary (either rigid or deformable) classical body in the presence of the scalar and show that it is finite upon requiring conservation of matter. As an example, we explicitly show that the quantum pressure inside a Dirichlet sphere is finite -- up to renormalizable divergences. Inside the bodies the scalar acquires an effective mass, leading to a behaviour for the quantum force which, in the case of rigid bodies, is reminiscent of the transition between the Casimir and Casimir-Polder forces. With this method we compute the scalar-induced quantum force in simple planar geometries. In plane-point geometry we show how to compute the contribution of the quantum force to the phase shift observable in atom interferometers. We show that atom interferometry is likely to become a competitive search method for light particles bilinearly coupled to matter, provided that the interferometer arms have lengths below ~10 cm.
• Abstract（参考訳）: 古典的物体間の量子力は物質に双線型に結合した巨大なスカラー場によって媒介される。 そのような場の存在は、暗黒物質、暗黒エネルギー、および標準模型を超えた隠れたセクタの可能性によって動機付けられる。 スカラーの存在下で任意の(剛体あるいは変形可能な)古典体によって感じられる量子ワークを導入し、物質の保存を必要とする場合に有限であることが示される。 一例として、ディリクレ球面内の量子圧が有限であり、再正規化可能な発散であることを示す。 物体の内部では、スカラーは有効質量を獲得し、剛体の場合はカシミールとカシミール・ポルダーの力の遷移を想起させる量子力の振る舞いに繋がる。 この方法で、単純な平面幾何学におけるスカラー誘起量子力を計算する。 平面点幾何学では、原子干渉計で観測可能な位相シフトに対する量子力の寄与を計算する方法を示す。 干渉計アームの長さが10cm以下であれば、原子干渉法が物質に双線形に結合した光粒子の競合探索法になる可能性が示唆された。

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