論文の概要: Experimental Demonstration of the Timelike Unruh Effect with a Trapped-Ion System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.24163v1
- Date: Tue, 28 Oct 2025 08:09:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-29 15:35:36.898911
- Title: Experimental Demonstration of the Timelike Unruh Effect with a Trapped-Ion System
- Title（参考訳）: トラップイオンシステムによる時間的アンルー効果の実証実験
- Authors: Zhenghao Luo, Yi Li, Xingyu Zhao, Zihan Xie, Zehua Tian, Yiheng Lin,
- Abstract要約: 基礎理論は、時間的なアンルー効果として知られる等価な熱応答が、加速のない特定の時間的な軌道に続く検出器に対して起こることを示している。
ここでは、捕捉されたイオンの量子系における時相的なウンルー効果の実証実験を報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.4343251275908635
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Unruh effect predicts that an accelerated observer perceives the Minkowski vacuum as a thermal bath, but its direct observation requires extreme accelerations beyond current experimental reach. Foundational theory [Olson & Ralph, Phys. Rev. Lett. 106, 110404 (2011)] shows that an equivalent thermal response, known as the timelike Unruh effect, can occur for detectors following specific timelike trajectories without acceleration, enabling laboratory tests with stationary yet time-dependent detectors. Here, we report a proof-of-principle demonstration of the timelike Unruh effect in a quantum system of trapped ion, where a two-level spin serves as the detector and is temporally coupled to the ambient field encoded in the ion's vibrational motion. Specifically, we study both excitation and emission dynamics of the detector moving along a spacetime trajectory in the future/past light cone, and demonstrate the thermal response of the detector to the Minkowski vacuum that resembles the Unruh effect. This work establishes a controllable tabletop platform for exploring relativistic quantum physics under accessible laboratory conditions.
- Abstract（参考訳）: ウンルー効果は、加速された観測者がミンコフスキー真空を熱浴として知覚すると予想するが、その直接観測は現在の実験範囲を超えた極端な加速を必要とする。
基礎理論 [Olson & Ralph, Phys. Lett. 106, 110404 (2011)] は、時間的アンルー効果(英語版)として知られる等価な熱応答が、加速のない特定の時間的軌道を追従する検出器に対して起こりうることを示している。
ここでは, 2レベルスピンが検出器として機能し, イオンの振動運動に符号化された周囲磁場と時間的に結合する量子系における, 時間的アンルー効果の実証実験を報告する。
具体的には、未来の光円錐における時空軌道に沿って移動する検出器の励起と放出のダイナミクスについて検討し、ウンルー効果に類似したミンコフスキー真空に対する検出器の熱応答を実証する。
この研究は、アクセス可能な実験室条件下で相対論的量子物理学を探索するための制御可能なテーブルトッププラットフォームを確立する。
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