論文の概要: Quantum Simulation of Oscillatory Unruh Effect with Superposed Trajectories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.23050v1
- Date: Mon, 27 Oct 2025 06:26:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-28 17:41:22.004197
- Title: Quantum Simulation of Oscillatory Unruh Effect with Superposed Trajectories
- Title（参考訳）: 重畳軌道による振動アンルー効果の量子シミュレーション
- Authors: Xu Cheng, Yue Li, Zehua Tian, Xingyu Zhao, Xi Qin, Yiheng Lin,
- Abstract要約: 我々は、レーザー制御された閉じ込められたイオンを用いて、空洞磁場と結合した発振検出器を実験的にシミュレートする。
我々は検出器と検出器のフレーム内の磁場の合同励起を観測し、アンルー効果によって予測される座標力学と一致する。
この実験では、量子重力理論に関連する加速軌道の量子コヒーレント重ね合わせの性質を明らかにした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.800274801719725
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Unruh effect predicts an astonishing phenomenon that an accelerated detector would detect counts despite being in a quantum field vacuum in the rest frame. Since the required detector acceleration for its direct observation is prohibitively large, recent analog studies on quantum simulation platforms help to reveal various properties of the Unruh effect and explore the not-yet-understood physics of quantum gravity. To further reveal the quantum aspect of the Unruh effect, analogous experimental exploration of the correlation between the detector and the field, and the consequences for coherent quantum trajectories of the detector without classical counterparts, are essential steps but are currently missing. Here, we utilize a laser-controlled trapped ion to experimentally simulate an oscillating detector coupled with a cavity field. We observe joint excitation of both the detector and the field in the detector's frame, coincide with the coordinated dynamics predicted by the Unruh effect. Particularly, we simulate the detector moving in single and superposed quantum trajectories, where the latter case shows coherent interference of excitation. Our demonstration reveals properties of quantum coherent superposition of accelerating trajectories associated with quantum gravity theories that have no classical counterparts, and may offer a new avenue to investigate phenomena in quantum field theory and quantum gravity. We also show how a generalization of the method and results in this work may be beneficial for direct observation of the Unruh effect.
- Abstract（参考訳）: ウンルー効果は、加速検出器が残りのフレームの量子場真空にあるにもかかわらずカウントを検出するという驚くべき現象を予測している。
直接観測に必要な検出器加速は極めて大きいため、近年の量子シミュレーションプラットフォームにおけるアナログ研究は、ウンルー効果の様々な性質を明らかにし、量子重力の未理解物理学を探求するのに役立つ。
ウンルー効果の量子的側面をさらに明らかにするためには、検出器と磁場の相関関係の類似の実験的な探索と、古典的な対象を持たない検出器のコヒーレントな量子軌道に対する結果が不可欠であるが、現在は欠落している。
ここでは、レーザー制御された閉じ込められたイオンを用いて、空洞磁場と結合した発振検出器を実験的にシミュレートする。
我々は検出器と検出器のフレーム内の磁場の合同励起を観測し、アンルー効果によって予測される座標力学と一致する。
特に、単一および重畳された量子軌道で動く検出器をシミュレートし、後者の場合では励起のコヒーレントな干渉を示す。
本実験では,古典的な反則を持たない量子重力理論に付随する加速軌道の量子コヒーレント重ね合わせの性質を明らかにし,量子場理論と量子重力の現象を研究するための新たな方法を提案する。
また,本研究における手法と結果の一般化が,ウンルー効果の直接観測に有用であることを示す。
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