論文の概要: Gravitational decoherence from soft-graviton $S$-matrix
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.08584v1
- Date: Tue, 08 Sep 2026 11:19:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 20:39:58.315477
- Title: Gravitational decoherence from soft-graviton $S$-matrix
- Title（参考訳）: ソフトグラビトン$S$-matrixからの重力デコヒーレンス
- Abstract要約: 我々はグラビトン$S$-行列の主ソフトセクターを用いて物質重畳の重力デコヒーレンスを再検討する。
我々は、ゲージ不変で非負の先行ソフトデコヒーレンス指数である全四モーメントを持つ分岐構成について導出する。
インフレーションによる2モードケースを含む1モードおよび2モードの圧縮グラビトン状態まで解析を拡張した。
- 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: We revisit gravitational decoherence of matter superpositions using the leading soft sector of the graviton $S$-matrix. Starting from Weinberg's soft theorem and the overlap of coherent radiation states, we derive, for branch configurations with the same total four-momentum, a gauge-invariant, nonnegative leading-soft decoherence exponent and evaluate the polarization sum and angular integrals exactly at this order. In the vacuum, coherence between branches with distinguishable soft radiation vanishes as the infrared cutoff is removed. The leading nonrelativistic term is purely quadrupolar as a consequence of energy--momentum conservation. We extend the analysis to single- and two-mode squeezed graviton states, including the two-mode case motivated by inflation. Squeezing can enhance or suppress decoherence depending on the relative phase, while phase averaging gives an enhancement governed by the graviton occupation. For a phase-averaged relic background with an approximately flat energy-density spectrum over the relevant soft frequency band, the sharp-cutoff identification of the infrared scale with the inverse observation time gives a contribution that grows with the gravitational-wave energy density and with the fourth power of the observation time. These results connect soft-graviton scattering, infrared quantum information, and decoherence in nonvacuum gravitational backgrounds.
- Abstract（参考訳）: 我々はグラビトン$S$-行列の主ソフトセクターを用いて物質重畳の重力デコヒーレンスを再検討する。
ワインバーグのソフト定理とコヒーレント放射状態の重なりから、ゲージ不変で非負の先行ソフトデコヒーレンス指数である全四モーメントを持つ分岐構成を導出し、この順序で偏極和と角積分を正確に評価する。
真空中では、赤外線カットオフが除去されるにつれて、識別可能な軟質放射線の枝間のコヒーレンスが消滅する。
主要な非相対論的項は、エネルギー-モメンタム保存の結果、純粋に四極子である。
インフレーションによる2モードケースを含む1モードおよび2モードの圧縮グラビトン状態まで解析を拡張した。
スクイージングは相対位相に応じてデコヒーレンスを増強または抑制することができるが、位相平均化はグラビトン占有によって支配される強化を与える。
関連するソフト周波数帯にほぼ平坦なエネルギー密度スペクトルを有する位相平均の遺物背景において、逆観測時間による赤外スケールのシャープカットオフ同定は、重力波エネルギー密度および観測時間の4番目のパワーで増大する寄与を与える。
これらの結果は、非真空重力背景におけるソフトグラビトン散乱、赤外量子情報、デコヒーレンスを結びつけている。
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