論文の概要: Decoherence and thermalization of Unruh-DeWitt detector in arbitrary
dimensions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.12381v1
- Date: Sun, 29 Jan 2023 07:12:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-31 17:25:37.973875
- Title: Decoherence and thermalization of Unruh-DeWitt detector in arbitrary
dimensions
- Title（参考訳）: 任意の次元におけるUnruh-DeWitt検出器のデコヒーレンスと熱化
- Authors: Hao Xu
- Abstract要約: 任意の次元の平時時空における無質量スカラー場に線形に結合したUnruh-DeWitt検出器のデコヒーレンスと熱化について検討する。
結果が奇数および次元時空において同じではないことが分かるが、量子ビットのユニタリ性はどちらの場合においても保存される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.243868971841705
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the decoherence and thermalization of an Unruh-DeWitt detector
linearly coupled to the free massless scalar field in flat spacetime of
arbitrary dimensions ($d\geq 2$). The initial state of the detector is chosen
to be a pure state consisting of a linear superposition of ground and excited
states, and we calculate the time evolution of reduced density matrix of the
detector. Using perturbation method, we analytically derive the transition rate
of the detector (the rate of change of the diagonal elements in the density
matrix) and the decoherence rate (the rate of change of the off-diagonal
elements in the density matrix). We find that the results are not the same in
odd and even dimensional spacetimes, but the unitarity of the qubit is
preserved in both cases. The real part of the decoherence rate is related to
the transition rate, while the imaginary part may contain different forms of
divergence terms in different dimensions due to the temporal order product
operator and the singularities of the Wightman function for quantum field
theory. We derive the recurrence formula to obtain the divergence terms in each
dimension and analyze the renormalization problem.
- Abstract（参考訳）: 自由質量スカラー場に線形に結合したunruh-dewitt検出器の任意の次元の平坦時空(d\geq 2$)におけるデコヒーレンスと熱化について検討した。
検出器の初期状態は、接地状態と励起状態の線形重ね合わせからなる純粋な状態として選択され、検出器の密度行列の時間変化を計算する。
摂動法を用いて, 検出器の遷移速度 (密度行列における対角要素の変化率) とデコヒーレンス率 (密度行列における対角要素の変化率) を解析的に導出した。
結果が奇数および次元時空において同じではないことが分かるが、量子ビットのユニタリ性はどちらの場合においても保存される。
デコヒーレンス率の実部は遷移速度と関連しており、虚部は時間次積作用素と量子場理論のワイトマン関数の特異性のために異なる次元の発散項の異なる形式を含むことができる。
各次元における発散項を得るために再帰公式を導出し、再正規化問題を解析する。
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