論文の概要: Decoherence from Long-Range Forces in Atom Interferometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.03006v2
• Date: Tue, 11 Apr 2023 22:25:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 19:14:38.375304
• Title: Decoherence from Long-Range Forces in Atom Interferometry
• Title（参考訳）: 原子干渉計における長距離力のデコヒーレンス
• Authors: Jonathan Kunjummen, Daniel Carney, and Jacob M. Taylor
• Abstract要約: 長距離力を有する周囲粒子の浴槽による強画面背景からの原子コヒーレンスへの影響について検討した。 これらの潜在的な背景は、次世代の干渉計では無視できない可能性がある。
• 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: Atom interferometers provide a powerful means of realizing quantum coherent systems with increasingly macroscopic extent in space and time. These systems provide an opportunity for a variety of novel tests of fundamental physics, including ultralight dark matter searches and tests of modifications of gravity, using long drop times, microgravity. However, as experiments operate with longer periods of free fall and become sensitive to smaller background effects, key questions start to emerge about the fundamental limits to future atom interferometery experiments. We study the effects on atomic coherence from hard-to-screen backgrounds due to baths of ambient particles with long-range forces, such as gravitating baths and charged cosmic rays. Our approach - working in the Heisenberg picture for the atomic motion - makes proper inclusion of the experimental apparatus feasible and clearly shows how to handle long-range forces and preferred frame ambiguities. We find that these potential backgrounds are likely negligible for the next generation of interferometers, as aggressive estimates for the gravitational decoherence from a background bath of dark matter particles gives a decoherence timescale on the order of years.
• Abstract（参考訳）: 原子干渉計は、より大局的な空間と時間の範囲で量子コヒーレント系を実現する強力な手段を提供する。 これらのシステムは、超薄暗いダークマターの探索や重力の修正の試験、長い落下時間、微小重力など、基礎物理学の様々な新しい実験の機会を提供する。 しかし、実験が長期間自由落下し、より小さな背景効果に敏感になるにつれて、将来の原子干渉計実験の基本的な限界について重要な疑問が浮かび上がる。 重力浴や荷電宇宙線などの長距離力を持つ環境粒子の浴槽による強画面背景からの原子コヒーレンスへの影響について検討した。 原子の動きのハイゼンベルク図における我々のアプローチは、実験装置を適切に包含することを可能にし、長距離力と好ましいフレームあいまいさをどう扱うかを明確に示します。 これらの潜在的な背景は次世代の干渉計では無視できない可能性があり、暗黒物質粒子の背景浴からの重力デコヒーレンスのアグレッシブな推定は、年の順にデコヒーレンスタイムスケールを与える。

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