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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.19037v3
• Date: Wed, 06 Aug 2025 14:44:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-07 20:09:22.255196
• 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: 本稿では,量子重ね合わせ原理と重力時間拡張との相互作用を探索する実験装置を提案する。 最先端の原子干渉計を利用して、地球の重力場における原子の高さの重なり合いを極端に長く維持する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.10686401485328585
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose an experimental setup to probe the interplay between the quantum superposition principle and gravitational time dilation arising from the mass-energy equivalence. It capitalizes on state-of-the-art atom interferometers that can keep atoms trapped in a superposition of heights in Earth's gravitational field for exceedingly long times, reaching the minute scale. Our proposal consists of adding two additional laser pulses to the existing experiments that would set up a clock trapped at a superposition of heights, reading a quantum superposition of relativistic proper times. We develop a method to include relativistic corrections to Bloch oscillations, which describe the trapped part of the interferometer. We derive the trajectories and corresponding phases acquired in each arm of the interferometer. We then show that a superposition of proper times manifests in the interference pattern in two ways: visibility modulations and a shift of the atom's resonant frequency. We argue that the latter might be observable with current technology.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,質量-エネルギー等価性から生じる量子重ね合わせ原理と重力時間拡張との相互作用を探索する実験装置を提案する。 最先端の原子干渉計を利用して、地球の重力場の高度の重なり合いに閉じ込められた原子を極端に長い時間保持し、微小なスケールに到達させる。 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ながら、高さの重畳に閉じ込められた時計をセットアップする既存の実験に2つのレーザーパルスを加えることである。 本研究では,ブロッホ振動に対する相対論的補正を含む手法を開発し,干渉計の捕捉部分を記述する。 干渉計の各アームで得られた軌道と対応する位相を導出する。 次に、干渉パターンにおける適切な時間重畳が、可視性変調と原子共鳴周波数のシフトの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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