論文の概要: Quantum time dilation in a gravitational field

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.10609v2
• Date: Fri, 3 May 2024 11:54:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-06 18:35:59.280560
• Title: Quantum time dilation in a gravitational field
• Title（参考訳）: 重力場における量子時間拡張
• Authors: Jerzy Paczos, Kacper Dębski, Piotr T. Grochowski, Alexander R. H. Smith, Andrzej Dragan,
• Abstract要約: 重畳原理が単純な時計で観測される重力時間拡張にどう影響するかを考察する。 重力場における分離波パケットのコヒーレント重ね合わせで調製された原子の放出速度は、これらのパケットの古典的な混合における原子の放出速度と異なることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.58317527488534
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: According to relativity, the reading of an ideal clock is interpreted as the elapsed proper time along its classical trajectory through spacetime. In contrast, quantum theory allows the association of many simultaneous trajectories with a single quantum clock, each weighted appropriately. Here, we investigate how the superposition principle affects the gravitational time dilation observed by a simple clock - a decaying two-level atom. Placing such an atom in a superposition of positions enables us to analyze a quantum contribution to a classical time dilation manifest in spontaneous emission. In particular, we show that the emission rate of an atom prepared in a coherent superposition of separated wave packets in a gravitational field is different from the emission rate of an atom in a classical mixture of these packets, which gives rise to a quantum gravitational time dilation effect. We demonstrate that this nonclassical effect also manifests in a fractional frequency shift of the internal energy of the atom that is within the resolution of current atomic clocks. In addition, we show the effect of spatial coherence on the atom's emission spectrum.
• Abstract（参考訳）: 相対性理論によれば、理想的な時計の読み取りは、時空を通して古典的な軌道に沿って経過した固有時間と解釈される。 対照的に、量子理論は、多くの同時軌跡を1つの量子時計に関連付けることを許容し、それぞれが適切に重み付けされる。 ここでは、重ね合わせの原理が、単純な時計(崩壊する2段階の原子)によって観測される重力時間拡張にどのように影響するかを考察する。 このような原子を位置重畳に配置することで、自然発光における古典的時間拡張現象に対する量子的寄与を分析することができる。 特に、重力場における分離波パケットのコヒーレント重ね合わせで調製された原子の放出速度は、これらのパケットの古典的な混合における原子の放出速度とは異なることが示され、量子重力時間拡張効果が生じる。 この非古典的効果は、現在の原子時計の分解能内にある原子の内部エネルギーの分数周波数シフトにも現れることを示した。 さらに,原子放出スペクトルに対する空間コヒーレンスの影響を示す。

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