論文の概要: Macroscopically distinguishable superposition in infinitely many degrees of freedom

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.20512v1
• Date: Tue, 23 Dec 2025 17:02:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.939925
• Title: Macroscopically distinguishable superposition in infinitely many degrees of freedom
• Title（参考訳）: 無限に多くの自由度におけるマクロ的に区別可能な重ね合わせ
• Authors: J. Fransson, B. C. Sanders, A. P. Sowa,
• Abstract要約: 無限個のボソンサイト内のマクロ的に区別可能な重ね合わせの概念について検討する。 その結果,コヒーレント状態と非局所的な猫状態の概念は本質的には結びついていないことが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the concept of macroscopically distinguishable superpositions within an infinite array of boson sites. Our approach is rigorous within the frame of Hilbert space theory. In this context, it is natural to differentiate between states -- and corresponding dynamics -- that involve only finitely many degrees of freedom, referred to as local, and those that are inherently nonlocal. Previous studies have shown that such systems can support nonlocal coherent states (NCS). In this work, we demonstrate that NCS can dynamically evolve into nonlocal cat states under the influence of a nonlocal Hamiltonian -- specifically, the square of the total number operator. Crucially, the resulting dynamics cannot be decomposed into local factors. Furthermore, we explore broader mathematical implications of these phenomena within the framework of generalized bosons. Our findings highlight that the concepts of coherent states and nonlocal cat states are not inherently bound together; rather, their fusion is a distinctive feature of standard bosons. Finally, we propose that if the generalized boson framework can be physically realized in engineered quantum systems, the phenomena described here may hold significant relevance for both physics and materials science.
• Abstract（参考訳）: 無限個のボソンサイト内のマクロ的に区別可能な重ね合わせの概念について検討する。 我々のアプローチはヒルベルト空間論の枠組みの中で厳密である。 この文脈では、局所と呼ばれる有限個の自由度しか持たない状態と対応する力学を、本質的に非局所的な状態と区別するのは自然である。 これまでの研究では、そのようなシステムは非局所コヒーレント状態(NCS)をサポートすることが示されている。 本研究では,NCSが非局所ハミルトニアンの影響を受け,非局所的な猫状態へと動的に進化できることを実証する。 決定的に、結果のダイナミクスは局所的な要因に分解することはできない。 さらに、一般化ボソンの枠組みの中で、これらの現象のより広範な数学的含意について考察する。 以上の結果から,コヒーレント状態と非局所的な猫状態の概念は本質的には結びついていないことが示唆された。 最後に、一般のボソンフレームワークが工学的な量子システムで物理的に実現できれば、ここで述べられている現象は物理学と材料科学の両方に大きく関係する可能性がある。

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