論文の概要: Work distribution of quantum fields in static curved spacetimes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.08265v1
- Date: Thu, 09 Oct 2025 14:20:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-10 17:54:15.124816
- Title: Work distribution of quantum fields in static curved spacetimes
- Title（参考訳）: 静的湾曲時空における量子場の作業分布
- Abstract要約: 静的な時空における量子スカラー場の作業分布の定式化について検討する。
Unruh-DeWitt粒子検出器の使用は、作業統計を定義して測定するための因果一貫性のあるフレームワークを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate the formulation of work distributions for quantum scalar fields in static curved spacetimes by extending the Ramsey interferometric protocol originally developed in previous works for flat spacetimes. The use of Unruh-DeWitt particle detectors provides a causally consistent framework to define and measure work statistics, avoiding the limitations of the two-time projective measurement scheme in relativistic quantum field theory. We derive a non-perturbative expression for the characteristic function of the quantum field and apply it to thermal Kubo-Martin-Schwinger (KMS) states, showing that the resulting work distributions satisfy both the Crooks fluctuation theorem and the Jarzynski equality. Furthermore, we analyse the case of a pointlike detector, obtaining compact expressions for the first two moments of the work distribution, allowing us to recover the standard fluctuation-dissipation relation in the high-temperature limit. Our results demonstrate that fluctuation theorems hold for quantum fields interacting with Unruh-DeWitt particle detectors in static curved spacetimes.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,従来の平面時空に関する研究で開発されたラムゼー干渉計プロトコルを拡張して,静的曲線時空における量子スカラー場の作業分布の定式化について検討する。
ウンルー・デウィット粒子検出器の使用は、相対論的量子場理論における2時間射影測度スキームの限界を回避し、作業統計を定義して測定するための因果一貫した枠組みを提供する。
量子場の特性関数に対する非摂動式を導出し、熱的クボ=マルティン=シュウィンガー状態(KMS)に適用し、結果の作業分布がクルックス変動定理とジャージンスキー等式の両方を満たすことを示す。
さらに, 点状検出器の場合を解析し, 作業分布の最初の2分間のコンパクトな表現を求め, 高温限界における標準ゆらぎ・散逸関係を復元する。
この結果から, ゆらぎ定理は, 静的な時空におけるウンルー・デウィット粒子検出器と相互作用する量子場に対して成り立つことを示した。
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