論文の概要: Squeezed gravitons from superradiant axion fields around rotating black holes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.23475v1
• Date: Thu, 31 Jul 2025 11:55:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-01 17:19:09.720932
• Title: Squeezed gravitons from superradiant axion fields around rotating black holes
• Title（参考訳）: 回転するブラックホールまわりの超放射性陽イオン場からの引張重力子
• Authors: Pangiotis Dorlis, Nick E. Mavromatos, Sarben Sarkar, Sotirios-Neilos Vlachos,
• Abstract要約: 回転する(ケラー型)ブラックホール (BH) を取り巻く超放射性陽イオン雲による重力状態の新たな天体物理源である3+1次元時空について提案する。 軸索の特定の微視的起源は、質量が大きければ重要ではない。
• 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: We propose, in (3+1)-dimensional spacetimes, a novel astrophysical source of squeezed graviton states, due to superradiant axionic clouds surrounding rotating (Kerr-type) black holes (BH). The microscopic origin of these axions is diverse, ranging from the Kalb-Ramond (model-independent) axions and compactification axions in string theory, to \cm contorted geometries exemplified by a totally antisymmetric component of torsion in Einstein-Cartan theory. The axion fields couple to chiral gauge and gravitational Chern-Simons (CS) anomaly terms in the effective gravitational actions. In the presence of a Kerr BH background, such axions lead, upon acquiring a mass, to superradiance and the production of pairs of entangled gravitons in a squeezed state. The specific microscopic origin of the axions is not important, provided they are massive. This multimode squeezed-graviton state is examined through a Takagi-like decomposition, used in quantum optics. In the effective action it is shown that squeezing effects associated with conventional general relativity (GR) dominate, by many orders of magnitude, the corresponding effects due to the CS gravitational anomaly terms. For a sufficiently long lifetime of the axionic cloud of the BH, we find that significant squeezing (quantified through the average number of gravitons with respect to the appropriate vacuum) can be produced from the GR effects. It is also demonstrated explicitly that the structure of the entangled states (when the latter are expressed in a left-right polarization basis) depends highly on whether the GR or the anomalous CS effects produce the entanglement.
• Abstract（参考訳）: 我々は,3+1次元の時空において,回転(ケラー型)ブラックホール(BH)を取り巻く超放射性陽イオン雲により,圧縮重力状態の新たな天体物理源を提案する。 これらの軸の微視的起源は、弦理論におけるカルブ・ラモンド(モデル非依存)軸とコンパクト化軸から、アインシュタイン・カルタン理論におけるトーションの完全な非対称成分によって示されるcm縮尺された幾何学まで様々である。 アクシオン場は、効果的な重力作用におけるカイラルゲージと重力チャーン・サイモンズ(CS)異常項に結合する。 カーBHの背景の存在下では、そのような軸は質量を得る際に超放射性となり、一対の絡み合ったグラビトンを圧縮状態に生成する。 軸索の特定の微視的起源は、質量が大きければ重要ではない。 この多重モード圧縮グラビトン状態は、量子光学で使用されるタカギ様の分解によって調べられる。 有効作用として, 従来の一般相対性理論 (GR) に付随するスクイーズ効果が, CS重力異常項による応答効果の桁違いに支配的であることを示した。 BHの軸イオン雲の寿命が十分に長いため、GR効果から顕著なスクイーズ(適切な真空に対する重力子の平均数によって定量される)が生成できることが判明した。 また、絡み合い状態の構造(後者が左偏光基底で表されるとき)がGRか異常CS効果が絡み合いを生じさせるかどうかに大きく依存していることも明らかである。

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