論文の概要: Time-energy uncertainty relation from subcycle mode vacuum fluctuations of a quantum field

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.27468v1
• Date: Sun, 29 Mar 2026 01:21:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:44.974636
• Title: Time-energy uncertainty relation from subcycle mode vacuum fluctuations of a quantum field
• Title（参考訳）: 量子場のサブサイクルモード真空揺らぎによる時間-エネルギー不確かさの関係
• Authors: Achintya Sajeendran, Timothy C. Ralph,
• Abstract要約: 我々は, ディープサブサイクル体制において, 時間-エネルギーの不確実性関係が満たされていることを示す。 この結果は、量子場理論における仮想粒子の教科書画像に具体的な意味を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.34376560669160394
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The time-energy uncertainty relation is often invoked as a heuristic explanation for virtual particles in interacting quantum field theories. However, this interpretation breaks down upon closer scrutiny for several reasons. Although concrete derivations and interpretations of time-energy uncertainty bounds in quantum mechanics have been established, most famously by Mandelstam and Tamm in 1945, there is no known rigorous connection between these bounds and the concept of virtual particles in quantum field theory. In this work, we use a model in which virtual excitations associated with subcycle modes of a free scalar field can be converted with unit efficiency into real excitations of an idealized rapidly-switched harmonic-oscillator Unruh-DeWitt detector coupled to the conjugate field. Defining the time uncertainty as the effective duration of the detector-field interaction, we show that a time-energy uncertainty relation is satisfied in the deep subcycle regime. Our results provide concrete operational meaning to the textbook heuristic picture of virtual particles in quantum field theory in terms of the time-energy uncertainty principle.
• Abstract（参考訳）: 時間-エネルギーの不確実性関係は、相互作用する場の量子論における仮想粒子のヒューリスティックな説明としてしばしば呼ばれる。 しかし、この解釈はいくつかの理由によりより精査される。 量子力学における時間-エネルギーの不確実性境界の具体的な導出と解釈は確立されているが、1945年のマンデルスタムとタムによって最も有名であるが、これらの境界と量子場理論における仮想粒子の概念との間に厳密な関係は知られていない。 本研究では,自由スカラー場のサブサイクルモードに付随する仮想励起を単位効率に変換し,共役場に結合した理想化された高調波オシレータUnruh-DeWitt検出器の実励起に変換するモデルを用いる。 検出器-フィールド相互作用の有効期間として時間不確実性を定義することにより, 深部サブサイクル体制において時間-エネルギーの不確実性関係が満たされることを示す。 この結果は、時間エネルギーの不確実性原理の観点から、量子論における仮想粒子の教科書ヒューリスティックなイメージに具体的な操作的意味を与える。

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