論文の概要: Local Description of Decoherence of Quantum Superpositions by Black Holes and Other Bodies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.02567v1
- Date: Tue, 2 Jul 2024 18:00:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 18:33:58.540141
- Title: Local Description of Decoherence of Quantum Superpositions by Black Holes and Other Bodies
- Title（参考訳）: ブラックホールやその他の天体による量子重ね合わせのデコヒーレンスの局所的説明
- Authors: Daine L. Danielson, Gautam Satishchandran, Robert M. Wald,
- Abstract要約: 我々は、アリスの研究室内の量子場の局所的な2点関数の観点から、デコヒーレンスを記述することができることを示す。
局所的な視点から、ウンルー真空中のシュワルツシルト時空におけるデコヒーレンスを明示的に計算する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: It was previously shown that if an experimenter, Alice, puts a massive or charged body in a quantum spatial superposition, then the presence of a black hole (or more generally any Killing horizon) will eventually decohere the superposition [arXiv:2205.06279, arXiv:2301.00026, arXiv:2311.11461]. This decoherence was identified as resulting from the radiation of soft photons/gravitons through the horizon, thus suggesting that the global structure of the spacetime is essential for describing the decoherence. In this paper, we show that the decoherence can alternatively be described in terms of the local two-point function of the quantum field within Alice's lab, without any direct reference to the horizon. From this point of view, the decoherence of Alice's superposition in the presence of a black hole arises from the extremely low frequency Hawking quanta present in Alice's lab. We explicitly calculate the decoherence occurring in Schwarzschild spacetime in the Unruh vacuum from the local viewpoint. We then use this viewpoint to elucidate (i) the differences in decoherence effects that would occur in Schwarzschild spacetime in the Boulware and Hartle-Hawking vacua; (ii) the difference in decoherence effects that would occur in Minkowski spacetime filled with a thermal bath as compared with Schwarzschild spacetime; (iii) the lack of decoherence in the spacetime of a static star even though the vacuum state outside the star is similar in many respects to the Boulware vacuum around a black hole; and (iv) the requirements on the degrees of freedom of a material body needed to produce a decoherence effect that mimics that of a black hole.
- Abstract（参考訳）: 実験員のアリスが質量または電荷を持つ天体を量子空間の重ね合わせに入れると、ブラックホール(あるいはより一般的にはキリング地平線)の存在は最終的に重ね合わせを分解する(arXiv:2205.06279, arXiv:2301.00026, arXiv:2311.11461)。
このデコヒーレンスは、地平線を通した軟質光子/重力子の放射の結果であると同定され、このデコヒーレンスを記述するために、時空のグローバルな構造が不可欠であることが示唆された。
本稿では,このデコヒーレンスを,水平線に直接言及することなく,アリス研究室内の量子場の局所的2点関数で記述することができることを示す。
この観点から、ブラックホールの存在下でのアリスの重ね合わせのデコヒーレンスは、アリスの研究室に存在する非常に低い周波数のホーキング量子から生じる。
局所的な視点から、ウンルー真空中のシュワルツシルト時空におけるデコヒーレンスを明示的に計算する。
そしてこの視点を使って解明する
i)BoulwareとHartle-Hawking vacuaにおけるシュワルツシルト時空における脱コヒーレンス効果の差異
(II)ミンコフスキー時空において、シュワルツシルト時空と比較して熱浴で満たされる脱コヒーレンス効果の差
三 恒星の外の真空状態がブラックホールの周りのブールウェア真空と多くの点で似ているにもかかわらず、静止星の時空におけるデコヒーレンスがないこと。
(四)ブラックホールを模したデコヒーレンス効果を生み出すために必要な物質体の自由度に関する要件。
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