論文の概要: Fock state probability changes in open quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.07673v1
- Date: Tue, 11 Feb 2025 16:19:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-12 14:05:51.234766
- Title: Fock state probability changes in open quantum systems
- Title(参考訳): 開量子系におけるフォック状態の確率変化
- Authors: Clare Burrage, Christian Käding,
- Abstract要約: これらのフォック状態に初期相関がある場合、真空または二粒子状態の観測確率が時間とともにどのように変化するかを検討する。
本モデルでは, より軽いニュートリノ質量は, 初期生成過程後の環境との相互作用により, 観測可能な粒子数のより強い歪みを引き起こすことを示した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.6906005491572401
- License:
- Abstract: Open quantum systems are powerful effective descriptions of quantum systems interacting with their environments. Studying changes of Fock states probabilities can be intricate in this context since the prevailing description of open quantum dynamics is by master equations of the systems' reduced density matrices, which usually requires finding solutions for a set of complicated coupled differential equations. In this article, we show that such problems can be circumvented by employing a recently developed path integral-based method for directly computing reduced density matrices in scalar quantum field theory. For this purpose, we consider a real scalar field $\phi$ as an open system interacting via a $\lambda \chi^2\phi^2$-term with an environment comprising another real scalar field $\chi$ that has a finite temperature. In particular, we investigate how the probabilities for observing the vacuum or two-particle states change over time if there were initial correlations of these Fock states. Subsequently, we apply our resulting expressions to a neutrino toy model. We show that, within our model, lighter neutrino masses would lead to a stronger distortion of the observable number of particles due to the interaction with the environment after the initial production process.
- Abstract(参考訳): オープン量子システムは、その環境と相互作用する量子系の強力な効果的な記述である。
開量子力学の一般的な記述は、系の還元密度行列のマスター方程式であり、通常は複雑な結合微分方程式の解を見つける必要があるため、フォック状態の変化を研究することは、この文脈で複雑になる。
本稿では、スカラー量子場理論において、還元密度行列を直接計算する経路積分法を用いて、そのような問題を回避できることを示す。
この目的のために、実スカラー場 $\phi$ を、有限温度を持つ別の実スカラー場 $\chi$ からなる環境と $\lambda \chi^2\phi^2$-term を介して相互作用する開系と考える。
特に、これらのフォック状態に初期相関がある場合、真空または二粒子状態の観測確率が時間とともにどのように変化するかを検討する。
その後、ニュートリノ玩具モデルに結果表現を適用した。
本モデルでは, より軽いニュートリノ質量は, 初期生成過程後の環境との相互作用により, 観測可能な粒子数のより強い歪みを引き起こすことを示した。
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