論文の概要: The quantumness of relic gravitons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.10169v1
• Date: Fri, 14 Jun 2024 16:43:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-17 12:46:51.830474
• Title: The quantumness of relic gravitons
• Title（参考訳）: relic gravitonsの量子性
• Authors: Massimo Giovannini,
• Abstract要約: したがって、MHz と THz の間の重力子の潜在的な検出は、重力場に関連するマクロ量子状態の直接的な証拠である可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Since the relic gravitons are produced in entangled states of opposite (comoving) three-momenta, their distributions and their averaged multiplicities must determine the maximal frequency of the spectrum above which the created pairs are exponentially suppressed. The absolute upper bound on the maximal frequency derived in this manner coincides with the THz domain and does not rely on the details of the cosmological scenario. The THz limit also translates into a constraint of the order of $10^{-33}$ on the minimal chirp amplitudes that should be effectively reached by all classes of hypothetical detectors aiming at the direct scrutiny of a signal in the frequency domain that encompasses the MHz and the GHz bands. The obtained high-frequency limit is deeply rooted in the quantumness of the produced gravitons whose multiparticle final sates are macroscopic but always non-classical. Since the unitary evolution preserves their coherence, the quantumness of the gravitons can be associated with an entanglement entropy that is associated with the loss of the complete information on the underlying quantum field. It turns out that the reduction of the density matrix in different bases leads to the same Von Neumann entropy whose integral over all the modes of the spectrum is dominated by the maximal frequency. Thanks to the THz bound the total integrated entropy of the gravitons can be comparable with the cosmic microwave background entropy but not larger. Besides the well known cosmological implications, we then suggest that a potential detection of gravitons between the MHz and the THz may therefore represent a direct evidence of macroscopic quantum states associated with the gravitational field.
• Abstract（参考訳）: レリックグラビトンは反対の3-モメンタの絡み合った状態で生成されるので、それらの分布と平均的多重度は、生成したペアが指数的に抑制されるスペクトルの最大周波数を決定する必要がある。 この方法で導出される最大周波数上の絶対上界は THz 領域と一致し、宇宙論のシナリオの詳細に依存しない。 THz制限はまた、MHzとGHz帯域を包含する周波数領域の信号の直接精査を目的とした仮説検出器のあらゆるクラスによって効果的に到達すべき最小のチャープ振幅に対して10^{-33}$の順序の制約に変換される。 得られた高周波限界は、多粒子の最終的なサテライトがマクロ的であるが常に古典的でない生成グラビトンの量子性に深く根付いている。 ユニタリ進化はそのコヒーレンスを保存するので、重力子の量子性は、基礎となる量子場の完全な情報が失われることと関連する絡み合いエントロピーと関連付けられる。 異なる基底における密度行列の減少は、スペクトルの全てのモードにおける積分が最大周波数に支配される同じフォン・ノイマンエントロピーをもたらすことが判明した。 THz境界により、重力子の総合エントロピーは宇宙マイクロ波背景エントロピーに匹敵するが、大きくはならない。 そこで、よく知られた宇宙論的な意味の他に、MHz と THz の間の重力子の検出の可能性は、重力場に関連するマクロ量子状態の直接的な証拠である可能性が示唆される。

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