論文の概要: Characterization of non-classical particle propagation using superpositions of position and momentum

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.00417v1
• Date: Wed, 01 Apr 2026 03:01:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-09 14:47:47.547331
• Title: Characterization of non-classical particle propagation using superpositions of position and momentum
• Title（参考訳）: 位置と運動量の重畳による非古典的粒子伝播のキャラクタリゼーション
• Authors: Yuki Senoo, Holger F. Hofmann, Hiroki Yamakami, Masataka Iinuma,
• Abstract要約: 本稿では,サニャック干渉計で発生した位置と運動量の重畳で調製した光子の詳細な研究について述べる。 干渉効果は光子の位置と運動量の狭い間隔で局在し、ニュートンの第1法則を定量的に破る結果となることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The uncertainty principle suggests a quantitative trade-off between the control of position and the control of momentum in particle propagation. However, a superposition of two states with very different uncertainty trade-offs introduces an interference term that seems to combine precise statements about position and about momentum, allowing us to study how quantum mechanics describes the propagation of individual particles in free space. Here, we present a detailed experimental study of photons prepared in a superposition of position and momentum generated in a Sagnac interferometer. The transverse distribution of photons was obtained with three different measurement settings at the output port of the interferometer, corresponding to the initial position distribution, the initial momentum distribution, and an intermediate propagation time at which the contributions of initial position and momentum uncertainties are approximately equal to each other. We show that the interference effect localizes the photons in narrow intervals of position and momentum, resulting in a quantitative violation of Newton's first law as the interference pattern spreads out at the intermediate position. The data obtained can be used to demonstrate the negativity of the Wigner function in regions outside the position and momentum intervals in which the position and momentum contributions are confined.
• Abstract（参考訳）: 不確実性原理は、粒子伝播における位置制御と運動量制御の間の定量的トレードオフを示唆している。 しかし、非常に異なる不確実性トレードオフを持つ2つの状態の重ね合わせは、位置と運動量に関する正確な記述を組み合わせているように見える干渉項を導入し、量子力学が自由空間における個々の粒子の伝播をどう表現するかを研究することができる。 ここでは,サニャック干渉計で発生する位置と運動量の重畳で調製された光子の詳細な実験的研究を示す。 干渉計の出力ポートにおいて、初期位置分布、初期運動量分布、および初期位置と運動量不確かさの寄与がほぼ等しい中間伝播時間に対応する3つの異なる測定条件で光子の横分布を求める。 干渉効果は光子の位置と運動量の狭い間隔で局在し、干渉パターンが中間位置で広がるにつれてニュートンの第1法則を定量的に破る結果となることを示す。 得られたデータは、位置および運動量寄与が制限された運動量間隔外領域におけるウィグナー関数の負性を示すために用いられる。

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