論文の概要: Spectrally enhanced gravitational redshift signals in photonic interferometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.18131v1
• Date: Tue, 13 Oct 2026 10:42:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-17 07:16:25.478883
• Title: Spectrally enhanced gravitational redshift signals in photonic interferometry
• Title（参考訳）: 光干渉法における分光強調赤方偏移信号
• Abstract要約: 重力場で動作するフォトニック干渉計は、一般相対性理論をテストするための有望な経路を提供する。 本稿では、2つの干渉計アームを光散乱器に結合させることにより、幾何蓄積をスペクトル強調に置き換える戦略を提案する。 実験的な要件を定量化し,実装の実現可能性を評価する。
• 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: Quantum mechanics and general relativity are remarkably successful, yet their joint predictions remain beyond direct experimental reach. Photonic interferometers operating in a gravitational field offer a promising route to test this regime: gravitational redshift differentiates photon propagation between vertically separated arms, leading to a predicted phase shift and reduction in interference visibility. These effects are minute on laboratory scales, motivating existing proposals to consider large interferometer areas to accumulate them geometrically. Indeed, such schemes typically require kilometre-scale optical paths to produce appreciable interferometric signals. Here, we propose a strategy that replaces geometric accumulation with spectral enhancement by coupling the two interferometer arms to optical scatterers based on ultranarrow atomic transitions. These transitions serve as local spectral references: gravitational redshift changes the photon's detuning from each resonance, producing large differences in reflection amplitude and hence substantial visibility loss and interferometric phase shift already for centimetre-scale height differences. We quantify the experimental requirements and assess the feasibility of implementation with current or near-term technology. Our proposal thus opens a route to tabletop optical tests of the interplay between quantum mechanics and general relativity.
• Abstract（参考訳）: 量子力学と一般相対性理論は著しく成功しているが、それらの合同予測は直接の実験範囲を超えている。 重力場で動作するフォトニック干渉計は、この状態をテストするための有望な経路を提供する: 重力赤方偏移は、垂直に分離されたアーム間で光子伝播を区別し、予測された位相シフトと干渉可視性の低下をもたらす。 これらの効果は実験室の規模で微小であり、幾何学的に蓄積する大規模な干渉計領域を考えるための既存の提案を動機付けている。 実際、そのようなスキームは一般的に、評価可能な干渉信号を生成するためにキロスケールの光学経路を必要とする。 本稿では、2つの干渉計アームを超細粒原子遷移に基づく光散乱器に結合させることにより、幾何学的蓄積をスペクトル強調に置き換える戦略を提案する。 これらの遷移は局所的なスペクトルとして機能する: 重力赤方偏移はそれぞれの共鳴から光子の偏差を変化させ、反射振幅に大きな差を生じさせ、その結果、既にセンチメートルスケールの高さの差に対してかなりの可視損失と干渉位相シフトをもたらす。 実験的な要件を定量化し,実装の実現可能性を評価する。 そこで,本提案では,量子力学と一般相対性理論の相互作用に関するテーブルトップ光学試験への道を開く。

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