論文の概要: Minimal-length kinematics of coherent light and a proposed two-color vacuum chronoscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.26892v1
- Date: Thu, 15 Oct 2026 14:17:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-21 21:58:47.378353
- Title: Minimal-length kinematics of coherent light and a proposed two-color vacuum chronoscopy
- Title(参考訳): コヒーレント光の最小波長キネマティクスと2色真空クロノスコープの提案
- Abstract要約: 短パルスペタワットレーザーとその高調波発生を用いた2色真空クロノスコープ実験を提案する。
マクロなビームウエストを体系的に変化させることで、古典的な回折遅延からプランクスケールシフトを分離する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.946184443179148
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The unification of quantum theory and general relativity suggests the existence of a minimal measurable length, leading to a generalized uncertainty principle (GUP) and an energy-dependent vacuum group velocity. Testing these effects with macroscopic objects typically encounters the ``soccer-ball problem,'' where applying Planck-scale deformations to the total momentum predicts observationally ruled-out velocity deviations. We adopt the QFT-natural prescription in which the GUP modifies single-mode commutators, and verify by explicit calculation that the macroscopic group velocity of a multimode coherent pulse reduces to the single-photon GUP velocity evaluated at the central wavelength, multiplied by the classical Gaussian-beam factor, with no dependence on the total pulse energy. The energy--momentum relation $E=pc$ itself is unmodified; the deformation enters through the velocity--momentum relation and is equivalent to a modified dispersion relation in the wave vector, with a quadratic coefficient that depends on which of the two variables is used. The soccer-ball problem $\,$---$\,$ which arises only when the GUP is applied to the center-of-mass momentum of a composite system $\,$---$\,$ is therefore absent for coherent light, and macroscopic petawatt pulses probe the same parameter space as single high-energy photons. Building on this framework, we propose a two-color vacuum chronoscopy experiment using a short-pulse petawatt laser and its high-harmonic generation. By systematically varying the macroscopic beam waist, our setup separates Planck-scale kinematic shifts from classical diffraction delays, establishing a controlled, source-independent terrestrial methodology whose sensitivity we assess against current astrophysical bounds and against the dominant waist-independent systematics that limit it, residual-gas dispersion and the harmonic birth-time offset.
- Abstract(参考訳): 量子論と一般相対性理論の統一は、最小測定可能な長さの存在を示唆し、一般化された不確実性原理(GUP)とエネルギー依存真空群速度をもたらす。
これらの効果をマクロな物体でテストすると、通常 ''soccer-ball problem' に遭遇し、全運動量にプランクスケールの変形を適用すると、観測的に無視された速度偏差が予測される。
我々は、GUPが単一モードコンバータを変調するQFT自然処方則を採用し、マルチモードコヒーレントパルスのマクロ群速度が、古典ガウスビーム因子に乗じて中央波長で評価された単一光子 GUP 速度に還元されることを明示的な計算により検証する。
エネルギー-モーメント関係 $E=pc$ は未修正であり、変形は速度-モーメント関係を通り、波動ベクトルの変形分散関係と等価であり、2つの変数のどちらが使用されるかに依存する二次係数を持つ。
サッカーボール問題 $\,$---$\,$ は、複合系の中心質量運動量に対して GUP が適用されたときにのみ生じるので、コヒーレント光に対しては$$,$---$,$ は欠落し、マクロペタワットパルスは単一の高エネルギー光子と同じパラメータ空間を探索する。
この枠組みに基づいて,短パルスペタワットレーザーとその高調波発生を用いた2色真空クロノスコープ実験を提案する。
従来の回折遅延からプランクスケールのキネマティックシフトを分離し,現行の天体境界に対する感度とそれを制限する支配的なウエスト非依存の系統,残ガス分散,高調波発生時オフセットに対する制御されたソース非依存の地上方法論を確立した。
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