論文の概要: Stationary Particle Creation and Entanglement in the Rotating Teo Wormhole: A Quantum Mode-Mixing Approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.06822v1
• Date: Fri, 06 Mar 2026 19:32:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-10 15:13:13.124979
• Title: Stationary Particle Creation and Entanglement in the Rotating Teo Wormhole: A Quantum Mode-Mixing Approach
• Title（参考訳）: 回転するテオワームホールにおける定常粒子生成と絡み合い-量子モードミキシングアプローチ
• Authors: Ramesh Radhakrishnan, Gerald Cleaver, William Julius,
• Abstract要約: 回転するTeo時空における無質量スカラー摂動の量子場理論的処理を開発する。 この時空は2つの量子的に平坦な領域を繋ぐ、正確に静止した、地平線のないワームホールである。 我々はこの機構を非対称力学カシミール効果の定常的幾何学的類似体とみなす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Rotating traversable wormholes allow the effects of frame dragging and rotation to be studied in the absence of event horizons. We develop a quantum field theoretic treatment of massless scalar perturbations in the rotating Teo spacetime. This spacetime is an exact, stationary, horizonless wormhole connecting two asymptotically flat regions. Using the Bogoliubov transformation formalism, we construct ``in'' and ``out'' mode solutions defined on the two asymptotic regions and compute the Bogoliubov coefficients that quantify vacuum mode mixing. The effective radial potential induced by rotation and frame dragging forms an asymmetric scattering barrier. This geometric asymmetry allows an exact analytic evaluation of reflection and transmission amplitudes via the barrier-penetration exponent. This results in closed-form expressions for the Bogoliubov coefficients, the mean particle number, and the two-mode entanglement entropy as functions of the rotation parameter. The resulting amplification arises at the level of quantum Bogoliubov mode mixing and vacuum squeezing, rather than classical superradiant flux enhancement. Since this spacetime is stationary, particle creation originates from geometric asymmetry and boundary conditions, and not from explicit time dependence. Co-rotating and counter-rotating modes experience inequivalent scattering. This renders the process intrinsically non-reciprocal. We identify this mechanism as a stationary, geometric analogue of the Asymmetric Dynamical Casimir Effect (ADCE). In the rotating Teo geometry, rotation and frame dragging play the role that moving boundaries play in the dynamical Casimir effect, acting as the source of asymmetric vacuum mode mixing.
• Abstract（参考訳）: 回転可能なワームホールは、事象の地平線がない場合にフレームの引きずりや回転の影響を研究することができる。 回転するTeo時空における無質量スカラー摂動の量子場理論的処理を開発する。 この時空は2つの漸近的に平坦な領域を繋ぐ、正確に静止した、地平線のないワームホールである。 ボゴリボフ変換形式を用いることで、2つの漸近領域上で定義された ``in'' および ``out''' モード解を構築し、真空モード混合を定量化する Bogoliubov 係数を計算する。 回転とフレームドラッグにより誘導される有効放射電位は非対称散乱障壁を形成する。 この幾何学的非対称性は、バリア・ペネレーション指数による反射と透過の振幅の正確な解析的評価を可能にする。 これにより、ボゴリューボフ係数、平均粒子数、回転パラメータの関数としての2モードエンタングルメントエントロピーに対する閉形式表現が得られる。 結果として生じる増幅は、古典的な超ラジアントフラックスの増強よりも、量子ボゴリューボフモードの混合と真空のスクイージングのレベルで行われる。 この時空は静止しているため、粒子の生成は幾何学的非対称性と境界条件からであり、明示的な時間依存性からではない。 共回転モードと反回転モードは等価な散乱を経験する。 これにより、プロセスは本質的に非相互性となる。 本研究では,この機構を非対称力学カシミール効果(ADCE)の定常的幾何学的類似体として同定する。 回転するテオ幾何学において、回転とフレームのドラッグングは移動境界が非対称真空モード混合の源として作用する動的カシミール効果において果たす役割を担っている。

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