論文の概要: Gravitational waves decohere quantum superpositions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.18111v1
• Date: Thu, 30 Jan 2025 03:30:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-31 15:14:07.330266
• Title: Gravitational waves decohere quantum superpositions
• Title（参考訳）: 重力波デコヒール量子重ね合わせ
• Authors: Flynn Linton, Shubhanshu Tiwari,
• Abstract要約: 観測者のアリスが生成した量子空間的重ね合わせのデコヒーレンスについて検討する。 このデコヒーレンスの局所的な記述を用いて,アリスの状態から放射される軟質グラビトン数の解析的推定値を得る。 アリスの状態は、彼女が放出する重力放射の記憶に比例することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In this work, we study the decoherence of a quantum spatial superposition of a massive body created by an observer, Alice, that is subject to a short burst of gravitational radiation. We consider gravitational wave bursts with a simple oscillatory waveform and step-function memory waveform. Using a local description of the decoherence, we obtain an analytic estimate of the number of soft gravitons radiated by Alice's state. Moreover, we decompose her decoherence into contributions from the oscillatory and memory waveforms. We show that Alice's state decoheres proportional to the memory of the gravitational radiation she emits. To leading order, our calculation using a local description of the decoherence agrees with the decoherence caused by her radiating quadrupole. In general, the oscillatory contributions are strongly dependent on the phase of the burst when it is switched off. This work serves as a step towards understanding the interplay between quantum mechanical systems and gravity by demonstrating the role gravitational waves and the memory effect have in the loss of coherence of quantum superpositions. We also briefly investigate the electromagnetic analogue of this gedankenexperiment, in which Alice is subject to a burst of electromagnetic radiation, and discuss its correspondence to the gravitational case.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,観測者アリスが生成した巨大天体の量子空間重畳のデコヒーレンスについて検討する。 単純な振動波形とステップ関数メモリ波形による重力波バーストを考察する。 このデコヒーレンスの局所的な記述を用いて,アリスの状態から放射される軟質グラビトン数の解析的推定値を得る。 さらに、このデコヒーレンスを振動波形および記憶波形からの寄与に分解する。 アリスの状態は、彼女が放出する重力放射の記憶に比例することを示す。 その結果, 局所的なデコヒーレンス記述を用いた計算は, 放射状四重極によるデコヒーレンスと一致した。 一般に、振動寄与は、スイッチオフ時にバーストの位相に強く依存する。 この研究は、重力波と記憶効果が量子重ね合わせのコヒーレンスを失う役割を示すことによって、量子力学系と重力の間の相互作用を理解するためのステップとなる。 また, このゲダンケン実験の電磁的類似性について, アリスが電磁放射のバーストを受けており, 重力条件との対応性について考察した。

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