論文の概要: Relativistic single-electron wavepacket in quantum electromagnetic fields: Quantum coherence, correlations, and the Unruh effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.15404v2
- Date: Sat, 13 Apr 2024 13:50:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-16 22:38:10.015984
- Title: Relativistic single-electron wavepacket in quantum electromagnetic fields: Quantum coherence, correlations, and the Unruh effect
- Title（参考訳）: 量子電磁場における相対論的単一電子波束:量子コヒーレンス、相関、ウンルー効果
- Authors: Shih-Yuin Lin, Bei-Lok Hu,
- Abstract要約: 量子電磁場に結合した荷電相対論的粒子のガウス波束記述を用いた線形化有効理論を提案する。
自由空間における空飛ぶ電子の脱コヒーレンスの問題と、アンルー効果が電子に与える影響に対処する。
一様電場で加速される1つの電子に対して、電子の古典軌道からの偏差の2点相関子におけるアンルー効果を同定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Conventional formulation of QED since the 50s works very well for stationary states and for scattering problems, but with newly arisen challenges from the 80s on, where real time evolution of particles in a nonequilibrium setting are required, and quantum features such as coherence, dissipation, correlation and entanglement in a system interacting with its quantum field environment are sought after, new ways to formulate QED suitable for these purposes beckon. In this paper we present a linearized effective theory using a Gaussian wavepacket description of a charged relativistic particle coupled to quantum electromagnetic fields to study the interplay between single electrons and quantum fields in free space, at a scale well below the Schwinger limit. The proper values of the regulators in our effective theory are determined from the data of individual experiments, and will be time-dependent in the laboratory frame if the single electrons are accelerated. Using this new theoretical tool, we address the issues of decoherence of flying electrons in free space and the impact of Unruh effect on the electrons. Our result suggests that vacuum fluctuations may be a major source of blurring the interference pattern in electron microscopes. For a single electron accelerated in a uniform electric field, we identify the Unruh effect in the two-point correlators of the deviations from the electron's classical trajectory. From our calculations we also bring out some subtleties, involving the bosonic versus fermionic spectral functions.
- Abstract（参考訳）: 50年代以降のQEDの定式化は、定常状態や散乱問題に対して非常にうまく機能するが、非平衡状態における粒子のリアルタイムな進化が要求される80年代以降の新たな課題により、その量子環境と相互作用する系におけるコヒーレンス、散逸、相関、絡み合いなどの量子的特徴が求められ、これらの目的に適したQEDを定式化する新しい方法が求められた。
本稿では、量子電磁場に結合した荷電相対論的粒子のガウス波束記述を用いて、自由空間における単一電子と量子場の相互作用をシュウィンガー極限よりかなり低いスケールで研究する線形化有効理論を提案する。
有効理論におけるレギュレータの適切な値は、個々の実験のデータから決定され、単一の電子が加速された場合、実験フレームに時間依存する。
この新しい理論ツールを用いて、自由空間における空飛ぶ電子のデコヒーレンスの問題と、アンルー効果が電子に与える影響に対処する。
その結果,真空揺らぎは電子顕微鏡の干渉パターンをぼかす主要な原因である可能性が示唆された。
一様電場で加速される1つの電子に対して、電子の古典軌道からの偏差の2点相関子におけるアンルー効果を同定する。
我々の計算から、ボソニックとフェルミオンのスペクトル関数を含む微妙な性質ももたらした。
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