論文の概要: Quantum field theory for multipolar composite bosons with mass defect and relativistic corrections
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06110v2
- Date: Thu, 23 May 2024 11:07:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-26 21:12:42.598531
- Title: Quantum field theory for multipolar composite bosons with mass defect and relativistic corrections
- Title（参考訳）: 質量欠陥と相対論的補正を有する多極性複合ボソンの量子場理論
- Authors: Tobias Asano, Enno Giese, Fabio Di Pumpo,
- Abstract要約: 我々は、核と電子からなる原子の相互作用、スピン輸送、あるいは荷電アンサンブルのための部分空間有効場理論を提案する。
我々は、コボソンの中心運動と質量欠陥によって符号化された内部構造との間の相対論的結合を得る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.10686401485328585
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Atomic high-precision measurements have become a competitive and essential technique for tests of fundamental physics, the Standard Model, and our theory of gravity. It is therefore self-evident that such measurements call for a consistent relativistic description of atoms that eventually originates from quantum field theories like quantum electrodynamics. Most quantum-metrological approaches even postulate effective field-theoretical treatments to describe a precision enhancement through techniques like squeezing. However, a consistent derivation of interacting atomic quantum gases from an elementary quantum field theory that includes both the internal structure as well as the center of mass of atoms, has not yet been addressed. We present such a subspace effective field theory for interacting, spin carrying, and possibly charged ensembles of atoms composed of nucleus and electron that form composite bosons called cobosons, where the interaction with light is included in a multipolar description. Relativistic corrections to the energy of a single coboson, light-matter interaction, and the scattering potential between cobosons arise in a consistent and natural manner. In particular, we obtain a relativistic coupling between the coboson's center-of-mass motion and internal structure encoded by the mass defect. We use these results to derive modified bound-state energies, including the motion of ions, modified scattering potentials, a relativistic extension of the Gross-Pitaevskii equation, and the mass defect applicable to atomic clocks or quantum clock interferometry.
- Abstract（参考訳）: 原子の高精度測定は、基礎物理学、標準モデル、重力理論の試験において、競争力と不可欠な技術となっている。
したがって、そのような測定が量子電磁力学のような場の理論から生じる原子の一貫した相対論的記述を要求することは自明である。
量子力学のほとんどのアプローチは、スクイーズのような技術による精度の向上を記述するために、効果的な場の理論的な処理を仮定する。
しかし、内部構造と原子の質量の中心の両方を含む基本量子場理論から相互作用する原子量子ガスの一貫性のある導出は、まだ解決されていない。
このような部分空間有効場理論は、光との相互作用が多極性記述に含まれるコボソンと呼ばれる複合ボソンを形成する核と電子からなる原子の相互作用、スピン輸送、そしておそらく荷電アンサンブルである。
単一のコボソンのエネルギーに対する相対論的補正、光-物質相互作用、コボソン間の散乱ポテンシャルは、一貫した自然な方法で生じる。
特に、コボソンの中心運動と質量欠陥によって符号化された内部構造との間の相対論的結合を得る。
これらの結果を用いて、イオンの運動、散乱ポテンシャルの変化、グロス・ピタエフスキー方程式の相対論的拡張、原子時計や量子クロック干渉計に適用可能な質量欠陥など、変化した有界エネルギーを導出する。
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