論文の概要: A Quantum Description of Wave Dark Matter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.04696v1
• Date: Thu, 8 Aug 2024 18:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-12 17:30:10.194063
• Title: A Quantum Description of Wave Dark Matter
• Title（参考訳）: 波状暗黒物質の量子記述
• Authors: Dhong Yeon Cheong, Nicholas L. Rodd, Lian-Tao Wang,
• Abstract要約: ボソニックダークマター(DM)の基本量子記述について概説する。 種々の物理スケール上の密度変動が2つの限界の間でどのように進化するかを考察する。 波動境界付近でのDMの特異な挙動と粒子記述を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5461938536945721
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We outline a fundamentally quantum description of bosonic dark matter (DM) from which the conventional classical-wave picture emerges in the limit $m \ll 10~\textrm{eV}$. As appropriate for a quantum system, we start from the density matrix which encodes the full information regarding the possible measurements we could make of DM and their fluctuations. Following fundamental results in quantum optics, we argue that for DM it is most likely that the density matrix takes the explicitly mixed form of a Gaussian over the basis of coherent states. Deviations from this would generate non-Gaussian fluctuations in DM observables, allowing a direct probe of the quantum state of DM. Our quantum optics inspired approach allows us to rigorously define and interpret various quantities that are often only described heuristically, such as the coherence time or length. The formalism further provides a continuous description of DM through the wave-particle transition, which we exploit to study how density fluctuations over various physical scales evolve between the two limits and to reveal the unique behavior of DM near the boundary of the wave and particle descriptions.
• Abstract（参考訳）: ボソニックダークマター(DM)の基本的な量子的記述を概説し、従来の古典的波動図は、$m \ll 10~\textrm{eV}$という極限で現れる。 量子系に相応しいように、我々は、DMの可能な測定値とそのゆらぎに関する完全な情報をエンコードする密度行列から始める。 量子光学の基本的な結果に従えば、DMでは密度行列がコヒーレント状態に基づいてガウスの明示的な混合形式を取る可能性が最も高いと論じる。 これによる逸脱は、DM観測器の非ガウス的変動を生じさせ、DMの量子状態を直接探究することができる。 量子光学にインスパイアされたアプローチは、コヒーレンス時間や長さなど、しばしばヒューリスティックにのみ記述される様々な量を定義し、解釈することを可能にする。 定式化は、さらに波動-粒子遷移を通じてDMの連続的な記述を提供し、この2つの限界の間に様々な物理スケールの密度変動がどのように進化するかを調べ、波動と粒子の記述の境界付近でDMのユニークな挙動を明らかにするのに役立てる。

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