論文の概要: Witnessing mass-energy equivalence with trapped atom interferometers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.19037v1
• Date: Thu, 27 Jun 2024 09:43:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-28 14:37:31.624632
• Title: Witnessing mass-energy equivalence with trapped atom interferometers
• Title（参考訳）: トラップ原子干渉計を用いたウィットネスの質量-エネルギー等価性
• Authors: Jerzy Paczos, Joshua Foo, Magdalena Zych,
• Abstract要約: 最先端の原子干渉計は、地球の重力場における原子の高さの重ね合わせを、微小なスケールに何回も維持することができる。 このような実験で測定された位相シフトは、常に重力の非相対論的理論で説明できる。 我々は、原子の力学に対する量子と一般相対論的効果の両方を探索するために、既存の実験装置を変更することを提案する。
• 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: State-of-the-art atom interferometers can keep atoms in a superposition of heights in Earth's gravitational field for times reaching minute-scale, allowing for precise measurements of the gravitational potential. Yet, the phase shifts measured in such experiments can always be explained with a non-relativistic theory of gravity. There is therefore growing interest in finding feasible ways to use such new experimental capabilities to go beyond the non-relativistic regime. Here we propose modifying the existing experimental setups to probe both the quantum and the general relativistic effects on the atom's dynamics. Our proposal consists of adding two additional laser pulses in a trapped atom interferometer that would set up a quantum clock trapped at a superposition of heights reading a quantum superposition of relativistic proper times. We derive the phases acquired by different trajectories in the interferometer and demonstrate that the effect of superposition of proper times would manifest itself in two ways in the interference pattern: as visibility modulations, and as a shift of the resonant frequency of the atom. We argue that the latter might be observable with current technology.
• Abstract（参考訳）: 最先端の原子干渉計は、地球の重力場における原子の高さの重畳を極小スケールの時間に保ち、重力ポテンシャルを正確に測定することができる。 しかし、そのような実験で測定された位相シフトは、常に重力の非相対論的理論で説明できる。 それゆえ、そのような新しい実験能力を使って非相対論的体制を超越する実現可能な方法を見つけることへの関心が高まっている。 ここでは、原子の力学に対する量子と一般相対論的効果の両方を探索するために、既存の実験装置を変更することを提案する。 我々の提案は、相対論的固有時間の量子的重ね合わせを読み取る高さの重畳に閉じ込められた量子時計を設置する、閉じ込められた原子干渉計に2つのレーザーパルスを付加することである。 干渉計の異なる軌道によって得られた位相を導出し、適切な時間重畳の効果が干渉パターンの2つの方法で現れることを示す。 後者は現在の技術で観測できるかもしれないと我々は主張する。

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