論文の概要: Post-Newtonian Effective Field Theory Approach to Entanglement Harvesting, Quantum Discord and Bell's Nonlocality Bound Near a Black Hole

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09409v3
• Date: Sun, 13 Jul 2025 15:05:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-15 14:36:06.726562
• Title: Post-Newtonian Effective Field Theory Approach to Entanglement Harvesting, Quantum Discord and Bell's Nonlocality Bound Near a Black Hole
• Title（参考訳）: ブラックホール近傍のエンタングルメント・ハーヴェスティング・量子ディスク・ベル非局所性境界に対するポストニュートン有効場理論のアプローチ
• Authors: Feng-Li Lin, Sayid Mondal,
• Abstract要約: 本研究では、量子ブラックホールが、プローブとして働く静的量子ビット型Unruh-DeWitt検出器(UDW)の減少状態に与える影響について検討する。 これはブラックホールの量子状態の性質に光を当てる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.023020018305241332
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Black holes, as characterized by the Hawking effect and Bekenstein-Hawking entropy, can be treated as a compact object carrying nontrivial quantum information obscured behind the event horizon. Thus, the black hole may convey and retract its quantum information to the nearby quantum probes via the surrounding mediator fields. In this paper, we investigate the effects of a quantum black hole on the reduced states of a pair of static qubit-type Unruh-DeWitt (UDW) detectors acting as a probe, using three complementary quantum information measures: concurrence characterizing entanglement harvesting, quantum discord, and Bell's nonlocality bound. This sheds light on the nature of the quantum state of the black holes. By treating the black hole as a tidally deformable thermal body under the quantum fluctuation of the mediator fields as observed in \cite{Goldberger:2019sya, goldberger2020virtual, biggs2024comparing}, we employ a post-Newtonian effective field theory (PN-EFT) to derive the reduced states of the UDW probes analytically. Based on this, we can easily obtain all three quantum information measures without encountering the complicated Matsubara sum of infinite thermal poles, as in the conventional approach based on quantum fields in curved spacetime. By tuning the relative strengths in the action of PN-EFT, we can extract the effects of the black hole on the entanglement, quantum correlation, and nonlocality bound of the UDW probe systems. Our PN-EFT approach can be extended to include the backreaction on the black holes in future studies by taking the higher-order PN corrections into account.
• Abstract（参考訳）: ホーキング効果とベーケンシュタイン・ホーキングエントロピーによって特徴づけられるブラックホールは、事象の地平線の後ろに隠された非自明な量子情報を持つコンパクト物体として扱うことができる。 したがって、ブラックホールはその量子情報を周囲のメディエーター場を介して近くの量子プローブに伝達し、取り出すことができる。 本稿では,量子ブラックホールがプローブとして働く2つの静的量子ビット型Unruh-DeWitt検出器(UDW)の減少状態に与える影響を,3つの相補的量子情報測度を用いて検討する。 これはブラックホールの量子状態の性質に光を当てる。 ブラックホールを媒質場の量子的ゆらぎの下で潮解変形可能な熱体として扱うことにより、UDWプローブの減少状態を解析的に導出するために、ポストニュートン効果場理論(PN-EFT)を用いる。 これに基づいて、曲線時空の量子場に基づく従来のアプローチのように、無限熱極の複雑な松原和に遭遇することなく、容易に3つの量子情報測度を得ることができる。 PN-EFTの作用における相対強度を調整することにより、UDWプローブ系の絡み合い、量子相関、非局所性に対するブラックホールの影響を抽出することができる。 我々のPN-EFTアプローチは、高次PN補正を考慮して、将来の研究でブラックホールのバックリアクションを含むように拡張することができる。

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