論文の概要: Characterizing the quantum properties of ultralight dark matter -- an open quantum systems approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.10412v1
- Date: Fri, 14 Jun 2024 21:13:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-19 00:42:24.859940
- Title: Characterizing the quantum properties of ultralight dark matter -- an open quantum systems approach
- Title（参考訳）: 超軽量ダークマターの量子特性のキャラクタリゼーション-オープン量子系アプローチ
- Authors: Jose-Daniel Bernal, Ryan B. Petery, K. J. Joven, Swati Singh,
- Abstract要約: 我々は、検出プロセス自体の量子的性質を直観しながら、これを実現するオープン量子システムアプローチを提案する。
本研究は, UBDMフィールドの宇宙発生機構を解明する上で, この理論的治療が意義があることを示唆する。
この研究は、相関測定から天体物理学的な関連情報を抽出する新しい方法の作成を促進する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2678472239880052
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Obtaining insight into the constituents of dark matter and their interactions with normal matter has inspired a wide range of experimental efforts. Several approaches, particularly those involving searches for ultralight bosonic dark matter (UBDM) fields, involve the use of quantum systems or measurements performed at the limits imposed by quantum mechanics. While a classical treatment of UBDM and its detectors is satisfactory, a fully quantum description would assist in developing future detection strategies. Here, we present an open quantum systems approach that accomplishes this while providing intuition into the quantum nature of the detection process itself. Furthermore, we apply the quantum theory of optical coherence to characterize the statistical properties of the UBDM field. Using representative examples, we show that this theoretical treatment has implications in uncovering signatures of the cosmological production mechanism of the UBDM field and its galactic merger history. By adapting tools from quantum optics, this work will help facilitate the creation of novel methods to extract astrophysically relevant information from correlation measurements.
- Abstract（参考訳）: ダークマターの構成成分とそれらの通常の物質との相互作用に関する洞察を得ることは、幅広い実験的努力を刺激している。
いくつかのアプローチ、特にウルトラライトボソニックダークマター(UBDM)フィールドの探索には、量子力学によって課される制限で実行される量子システムの使用や測定が含まれる。
UBDMとその検出器の古典的な処理は満足できるが、完全な量子記述は将来の検出戦略の開発に役立つだろう。
ここでは、検出プロセス自体の量子的性質を直観しながら、これを達成できるオープン量子システムを提案する。
さらに、UBDM場の統計特性を特徴付けるために、光コヒーレンスの量子理論を適用する。
代表的な例を用いて, この理論処理は, UBDMフィールドの宇宙発生機構とその銀河融合史のサインを明らかにすることにつながることを示す。
この研究は、量子光学からツールを適応させることで、相関測定から天体物理学的な関連情報を抽出する新しい方法の開発を促進する。
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