論文の概要: Decoherence of quantum superpositions in near-extremal Reissner-Nordström black holes with quantum gravity corrections
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.07480v1
- Date: Mon, 12 May 2025 12:12:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-13 20:21:49.368986
- Title: Decoherence of quantum superpositions in near-extremal Reissner-Nordström black holes with quantum gravity corrections
- Title（参考訳）: 量子重力補正を伴う準極端Reissner-Nordströmブラックホールにおける量子重ね合わせのデコヒーレンス
- Authors: Ran Li, Zhong-Xiao Man, Jin Wang,
- Abstract要約: 準極端 Reissner-Nordstr ブラックホールにおける量子重ね合わせの量子重力補正デコヒーレンスについて検討する。
以上の結果から,ホーキング放射が抑制される極限付近においても,量子重力ゆらぎは近傍の量子系のコヒーレンスに強く影響を与えることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.0795915355070775
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the quantum gravity corrected decoherence of quantum superpositions in the near-extremal Reissner-Nordstr\"om black holes. By employing the effective field theory approach, we model the black hole as a quantum system coupled to an external source via a scalar field, and derive the relation between the decoherence rate and the two-point correlation function of the operators acting on the black quantum system. By utilizing the low-energy Schwarzian effective theory, which captures the boundary dynamics of the $AdS_2$ near-horizon geometry of the near-extremal Reissner-Nordstr\"om black holes, we compute the decoherence rate both in the microcanonical and canonical ensembles. We find that in the microcanonical ensemble, where the black hole energy is fixed, quantum gravity corrections do not modify the decoherence rate compared to the semiclassical prediction. However, in the canonical ensemble, where the black hole is in a thermal equilibrium state, quantum gravitational effects significantly enhance the decoherence rate at low temperatures. Our results demonstrate that even in the near-extremal limit where Hawking radiation is suppressed, quantum gravitational fluctuations can strongly influence the coherence of nearby quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 準極端 Reissner-Nordstr\"om ブラックホールにおける量子重ね合わせの量子重力補正デコヒーレンスについて検討する。
有効場の理論手法を用いて、ブラックホールをスカラー場を介して外部ソースに結合した量子系としてモデル化し、ブラックホール量子系に作用する作用素のデコヒーレンス率と2点相関関数の関係を導出する。
低エネルギーシュワルツ効果理論を利用して、準極端 Reissner-Nordstr\"om ブラックホールの$AdS_2$近水平幾何学の境界ダイナミクスを捉えることにより、マイクロカノニカルアンサンブルとカノニカルアンサンブルの両方でデコヒーレンス率を計算する。
ブラックホールエネルギーが固定されたマイクロカノニカルアンサンブルでは、量子重力補正は半古典的な予測に比べてデコヒーレンス率を変化させない。
しかし、ブラックホールが熱平衡状態にある正準アンサンブルでは、量子重力効果は低温でのデコヒーレンス率を著しく向上させる。
以上の結果から,ホーキング放射が抑制される極限付近においても,量子重力ゆらぎは近傍の量子系のコヒーレンスに強く影響を与えることが示唆された。
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