論文の概要: Toward graviton detection via photon-graviton quantum state conversion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.01609v1
- Date: Wed, 02 Jul 2025 11:23:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-03 14:23:00.173284
- Title: Toward graviton detection via photon-graviton quantum state conversion
- Title（参考訳）: 光子-重力子量子状態変換による重力子検出に向けて
- Authors: Taiki Ikeda, Youka Kaku, Sugumi Kanno, Jiro Soda,
- Abstract要約: 磁場は光子と重力子の相互変換を可能にするが、通常は古典波動方程式のレベルでのみ解析される。
我々は、量子場理論の枠組みで光子-重力子変換を再考し、任意の量子状態の進化を追跡することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A magnetic field enables the interconversion of photons and gravitons, yet the process is usually analysed only at the level of classical wave equations. We revisit photon-graviton conversion in a quantum field theoretic framework, allowing us to track the evolution of arbitrary quantum states. Treating the photons as squeezed coherent states and the gravitons as the squeezed vacuum expected for primordial gravitational waves, we derive analytic expressions for the conversion probability and show that it can be significantly enhanced compared to the conventional estimate. We further demonstrate that the conversion both swaps preexisting entanglement and generates genuinely new entanglement between the electromagnetic and gravitational sectors, which is impossible in any classical description. Detecting such nonclassical correlations would constitute compelling evidence for the quantization of gravity and offers a novel pathway toward graviton detection.
- Abstract（参考訳）: 磁場は光子と重力子の相互変換を可能にするが、通常は古典波動方程式のレベルでのみ解析される。
我々は、量子場理論の枠組みで光子-重力子変換を再考し、任意の量子状態の進化を追跡することができる。
光子を圧縮コヒーレントな状態として、重力波に期待される圧縮真空としてグラビトンを扱い、変換確率の解析式を導出し、従来の推定値よりも大幅に向上できることを示す。
さらに、この変換が既存の絡み合いを交換し、電磁セクターと重力セクターの間に真に新しい絡み合いを生じさせることが、古典的な記述では不可能であることを示す。
このような非古典的相関を検出することは重力の量子化の説得力のある証拠となり、重力子検出への新たな経路を提供する。
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