論文の概要: Quantum regression theorem in the Unruh-DeWitt battery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.02287v1
- Date: Mon, 02 Mar 2026 12:31:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-04 21:38:10.500827
- Title: Quantum regression theorem in the Unruh-DeWitt battery
- Title（参考訳）: ウンルー・デウィット電池の量子回帰定理
- Authors: Manjari Dutta, Arnab Mukherjee, Sunandan Gangopadhyay,
- Abstract要約: 我々はUnruh-DeWitt検出器の相関関数を解析的に研究した。
検出器は外部の古典的コヒーレントパルスからの電荷を吸収する。
自然放出現象を解析し、加速が関連する散逸をいかに促進するかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper, we employ the quantum regression theorem, a powerful tool in the study of open quantum systems, to analytically study the correlation functions of an Unruh-DeWitt detector, which is an uniformly accelerated two-level quantum system, absorbing charges from an external classical coherent pulse. The system can thus be viewed as a relativistic quantum battery that interacts with the environment of its perceived particles, namely, the quanta of a massless scalar field. By considering the relativistic battery moving in Rindler spacetime, under Born-Markov approximation, we derive the Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad master equation governing the evolution of the system's reduced density matrix. Moreover, we perform the Fourier transformation of the Wightman functions and use exponential regularisation to compute the functional forms appearing in the master equation. Next, we derive the evolution equations for the the single-time expectation values of the system's operators. We not only solve these equations to find out the single time averages, but also employ the quantum regression theorem to determine the two-time correlation functions of first and second order. We analyse them in details to explain the phenomenon of spontaneous emission and show analytically how the acceleration can enhance the associated dissipation. Furthermore, we address a special form of second order correlation function relevant to the context of photon bunching arising in Bose-Einstein statistics. Finally, we derive the spontaneous emission spectrum of the battery detector analytically, which in the long-time limit displays a well-defined Lorentzian line shape in the high frequency regime.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、オープン量子系の研究における強力なツールである量子回帰定理を用いて、外部古典コヒーレントパルスからの電荷を吸収する一様加速2レベル量子系であるUnruh-DeWitt検出器の相関関数を解析的に研究する。
この系は、認識される粒子の環境、すなわち質量のないスカラー場の量子と相互作用する相対論的量子電池と見なすことができる。
リンドラー時空における相対論的バッテリ移動を考慮することで、ボルン・マルコフ近似の下で、系の還元密度行列の進化を規定するゴリーニ-コサコフスキー-スダルシャン-リンドブラッドマスター方程式を導出する。
さらに、ワイトマン関数のフーリエ変換を行い、指数正規化を用いてマスター方程式に現れる関数形式を計算する。
次に、システムの演算子の単一時間期待値に対する進化方程式を導出する。
これらの方程式を解くことで、単一の時間平均を求めるだけでなく、量子回帰定理を用いて1階と2階の2時間相関関数を決定する。
自発放出現象を詳細に解析し,加速が関連する散逸をいかに促進するかを解析的に示す。
さらに,Bose-Einstein統計における光子束の文脈に関連する2階相関関数の特殊形式について検討する。
最後に, 電池検出器の自発放射スペクトルを解析的に導出し, 長周期限界では高周波状態におけるローレンツ線形状が良好であることを示す。
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