論文の概要: Feynman Diagrams for Matter Wave Interferometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.11446v1
• Date: Tue, 16 Jul 2024 07:26:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-17 16:12:18.425112
• Title: Feynman Diagrams for Matter Wave Interferometry
• Title（参考訳）: 物質波干渉計のためのファインマン図
• Authors: Jonah Glick, Tim Kovachy,
• Abstract要約: 物質波干渉法における位相シフトを計算するために、ファインマン図に基づく新しい理論フレームワークを導入する。 本研究では,物質波干渉計の応答を任意の空間依存性を持つ法則ポテンシャルとポテンシャルに求める手法を適用した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a new theoretical framework based on Feynman diagrams to compute phase shifts in matter wave interferometry. The method allows for analytic computation of higher order quantum corrections, beyond the traditional semi-classical approximation. These additional terms depend on the finite size of the initial matter wavefunction and/or have higher order dependence on $\hbar$. We apply the method to compute the response of matter wave interferometers to power law potentials and potentials with an arbitrary spatial dependence. The analytic expressions are validated by comparing to numerical simulations, and estimates are provided for the scale of the quantum corrections to the phase shift response to the gravitational field of the earth, anharmonic trapping potentials, and gravitational fields from local proof masses. We find that for certain experimentally feasible parameters, these corrections are large enough to be measured, and could lead to systematic errors if not accounted for. We anticipate these corrections will be especially important for trapped matter wave interferometers and for free-space matter wave interferometers in the presence of proof masses. These interferometers are becoming increasingly sensitive tools for mobile inertial sensing, gravity surveying, tests of gravity and its interplay with quantum mechanics, and searches for dark energy.
• Abstract（参考訳）: 物質波干渉法における位相シフトを計算するために、ファインマン図に基づく新しい理論フレームワークを導入する。 この方法は、従来の半古典近似を超えた高階量子補正の解析計算を可能にする。 これらの追加用語は、初期物質波動関数の有限サイズに依存するか、または$\hbar$に高次依存を持つ。 本研究では,物質波干渉計の応答を任意の空間依存性を持つ法則ポテンシャルとポテンシャルに求める手法を適用した。 解析式は数値シミュレーションとの比較により検証され、地球の重力場に対する位相シフト応答に対する量子補正のスケール、非調和トラップ電位、局所的な証明質量からの重力場に対する推定値が提供される。 実験により実現可能なパラメータについて、これらの補正は測定できるほど大きく、考慮されない場合、体系的な誤りを引き起こす可能性があることが判明した。 我々は,これらの補正が,閉じ込められた物質波干渉計や証明質量の存在下での自由空間物質波干渉計にとって特に重要であることを期待する。 これらの干渉計は、移動慣性センシング、重力探査、重力の試験、量子力学との相互作用、ダークエネルギーの探索など、ますますセンシティブなツールになりつつある。

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