論文の概要: Mass-energy equivalence in gravitationally bound quantum states of the neutron

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.08769v3
• Date: Wed, 3 Aug 2022 16:09:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-09 01:59:26.164867
• Title: Mass-energy equivalence in gravitationally bound quantum states of the neutron
• Title（参考訳）: 中性子の重力束縛量子状態における質量エネルギー同値
• Authors: Germain Tobar, Simon Haine, Fabio Costa and Magdalena Zych
• Abstract要約: 我々は、重力的に束縛された中性子のモデルに対する質量エネルギー同値の相対論的効果を含む。 質量エネルギーの等価性による中性子の余剰重量は、中性子の固有エネルギーと固有状態のわずかな変化を引き起こすことが示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Gravitationally bound neutrons have become an important tool in the experimental searches for new physics, such as modifications to Newton's force or candidates for dark matter particles. Here we include the relativistic effects of mass-energy equivalence into the model of gravitationally bound neutrons. Specifically, we investigate a correction in a gravitationally bound neutron's Hamiltonian due to the presence of an external magnetic field. We show that the neutron's additional weight due to mass-energy equivalence will cause a small shift in the neutron's eigenenergies and eigenstates, and examine how this relativistic correction would affect experiments with trapped neutrons. We further consider the ultimate precision in estimating the relativistic correction to the precession frequency and find that, at short times, a joint measurement of both the spin and motional degrees of freedom provides a metrological enhancement as compared to a measurement of the spin alone.
• Abstract（参考訳）: 重力に束縛された中性子は、ニュートンの力の修正やダークマター粒子の候補など、新しい物理学の実験的な探索において重要な道具となっている。 ここでは、質量エネルギー同値の相対論的効果を重力結合中性子のモデルに含める。 具体的には、外部磁場の存在による重力結合中性子のハミルトニアンの補正について検討する。 我々は、中性子の質量-エネルギー等価性による余剰重量が中性子の固有エネルギーと固有状態のわずかな変化を引き起こすことを示し、この相対論的補正が中性子を捕捉した実験にどのように影響するかを検証した。 さらに, 先行周波数に対する相対論的補正を推定する際の究極の精度を考察し, スピンと運動の両自由度を短時間で共同で測定することで, スピンのみの測定と比較して, メトロロジー的な拡張が得られることを見出した。

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