論文の概要: Probing Lorentz-invariance-violation with quantum coherence of Unruh-DeWitt detector
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.15551v1
- Date: Fri, 17 Jul 2026 01:51:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-20 17:56:52.731385
- Title: Probing Lorentz-invariance-violation with quantum coherence of Unruh-DeWitt detector
- Title（参考訳）: Unruh-DeWitt検出器の量子コヒーレンスによるローレンツ不変振動の探索
- Abstract要約: 本研究では,無質量スカラー場と相互作用する慣性Unruh-DeWitt検出器の量子コヒーレンスについて検討する。
ローレンツに反する量子場の場合、検出器の量子コヒーレンス(英語版)のダイナミクスは、その速さに強い依存を示す。
これをループ量子重力にインスパイアされた高分子量子化スカラー場理論に適用することにより、検出器の量子コヒーレンスが臨界的急速付近で急速遷移することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.511136328554983
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Testing Lorentz invariance violation (LIV) is notoriously difficult, as its characteristic energy scale, $M_\star$, in modified dispersion relations typically lies beyond current experimental reach. To enable a low-energy probe, we investigate the quantum coherence of an inertial Unruh-DeWitt (UDW) detector interacting with a massless scalar field with a Lorentz-violating dispersion relation $ω_{|\textbf{k}|}=|\textbf{k}|f(|\textbf{k}|/M_\star)$. Unlike the Lorentz-invariant case where quantum coherence is rapidity-independent, we find for the Lorentz-violating quantum field case the dynamics of detector's quantum coherence exhibits a strong dependence on its rapidity -- offering a potential low-energy signature of LIV. Applying this to the polymer-quantized scalar field theory inspired by loop quantum gravity, we show that the detector's quantum coherence exhibits a pronounced dependence on rapidity and undergoes a sharp transition near a critical rapidity $β_c \approx 1.3675$, a value within reach of existing facilities like the Relativistic Heavy Ion Collider. We also show how the detector's rapidity and its energy-level spacing enhance the response to the test of LIV. Our results establish quantum coherence as a sensitive and practical probe of LIV, providing a complementary avenue for testing quantum gravity-induced modifications to field theory.
- Abstract（参考訳）: ローレンツ不変分散違反(LIV)のテストは、その特徴的なエネルギースケールである$M_\star$が、通常、現在の実験範囲を超えているため、非常に難しい。
低エネルギープローブを実現するために、ローレンツに反する分散関係を持つ無質量スカラー場と相互作用する慣性Unruh-DeWitt(UDW)検出器の量子コヒーレンスを調べる。
量子コヒーレンスが高速性に依存しないローレンツ不変の場合とは異なり、ローレンツ違反の量子場の場合、検出器の量子コヒーレンスのダイナミクスはその高速性に強い依存を示し、LIVの潜在的な低エネルギーなシグネチャを提供する。
これをループ量子重力にインスパイアされたポリマー量子化スカラー場理論に適用することにより、検出器の量子コヒーレンスが速さに顕著な依存を示し、臨界速度$β_c \approx 1.3675$(相対論的重イオン衝突器のような既存の施設の範囲内での値)の近くで急激な遷移を行うことを示す。
また、検出器の速さとエネルギーレベルの間隔が、LIVの試験に対する反応をいかに促進するかを示す。
この結果は、LIVの感度で実用的なプローブとして量子コヒーレンスを確立し、場の理論に対する量子重力による修正をテストするための相補的な道を提供する。
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