論文の概要: Arrival Time -- Classical Parameter or Quantum Operator?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13502v1
• Date: Mon, 15 Dec 2025 16:30:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.753211
• Title: Arrival Time -- Classical Parameter or Quantum Operator?
• Title（参考訳）: 任意時間 - 古典的パラメータか量子演算子か?
• Authors: MohammadJavad Kazemi, MohammadHossein Barati, Ghadir Jafari, S. Shajidul Haque, Saurya Das,
• Abstract要約: 原子光学技術は、絡み合った多粒子系の到着時間分布を実験的に研究することができる。 到着時問題に対する2つの基本的なアプローチは、多粒子系に拡張される。 以上の結果から,2つのアプローチが予測に影響を及ぼす状況が明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The question of how to interpret and compute arrival-time distributions in quantum mechanics remains unsettled, reflecting the longstanding tension between treating time as a quantum observable or as a classical parameter. Most previous studies have focused on the single-particle case in the far-field regime, where both approaches yield very similar arrival-time distributions and a semi-classical analysis typically suffices. Recent advances in atom-optics technologies now make it possible to experimentally investigate arrival-time distributions for entangled multi-particle systems in the near-field regime, where a deeper analysis beyond semi-classical approximations is required. Even in the far-field regime, due to quantum non-locality, the semi-classical approximation cannot generally hold in multi-particle systems. Therefore, in this work, two fundamental approaches to the arrival-time problem -- namely, the time-parameter and time-operator approaches -- are extended to multi-particle systems. Using these extensions, we propose a feasible two-particle arrival-time experiment and numerically evaluate the corresponding joint distributions. Our results reveal regimes in which the two approaches yield inequivalent predictions, highlighting conditions under which experiments could shed new light on distinguishing between competing accounts of time in quantum mechanics. Our findings also provide important insights for the development of quantum technologies that use entanglement in the time domain, including non-local temporal interferometry, temporal ghost imaging, and temporal state tomography in multi-particle systems.
• Abstract（参考訳）: 量子力学における到着時分布の解釈と計算の方法に関する問題は、量子可観測性または古典的パラメータとして処理される時間の間の長年の緊張を反映して未解決のままである。 これまでのほとんどの研究では、遠方界における単一粒子の場合に焦点を当てており、どちらも非常に類似した到着時間分布と半古典的解析が典型的に十分である。 近年の原子光学技術の進歩により、半古典的近似以上の深い分析を必要とする近接場状態における絡み合った多粒子系の到着時間分布を実験的に研究することが可能になった。 遠方体状態においても、量子非局所性のため、半古典近似は一般に多粒子系では成り立たない。 そこで本研究では,到着時問題,すなわち時間パラメータと時間演算の2つの基本的アプローチを多粒子系に拡張する。 これらの拡張を用いて、2粒子の到着時間実験を行い、対応する関節分布を数値的に評価する。 以上の結果から,2つのアプローチが等価でない予測を導出し,量子力学における競合する時間アカウントの区別に新たな光を当てることのできる条件を明らかにした。 また, 非局所時間干渉法, 時空間ゴーストイメージング, 時間状態トモグラフィなど, 時間領域における絡み合いを利用した量子技術の発展に重要な知見を提供する。

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