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引力退相干的主方程:探测时空织构

广义相对论与量子宇宙学 2015-06-16 v3 量子物理

摘要

我们基于量子场论和广义相对论,首次从第一性原理推导了线性扰动闵可夫斯基时空中量子物质场演化的主方程。我们没有像其他替代量子理论中常见的那样添加额外假设或引入额外成分。当量子物质场投影到单粒子态时,弱引力场中非相对论量子粒子的主方程预测了能量基矢下的退相干,这与大多数现有的引力退相干理论形成对比。我们指出了物质-引力耦合中时间和空间重参数化的规范性质,并警告说,“内在”退相干或基于时空涨落随机动力学的替代量子理论违反了经典广义相对论的这个基本对称性。有趣的是,我们发现退相干速率除了普朗克尺度外还依赖于其他参数,这是引力退相干的一个重要特征。这类似于量子布朗粒子退相干速率对其相互作用环境的温度和谱密度的依赖性。当引力作为环境使量子物体退相干时,相应的特征就是我们所说的时空“织构”。我们指出了引力作为背景时空与引力作为量子粒子的热力学浴这两种情况之间的显著差异。这表明有可能利用引力退相干测量来辨别引力是本质基本的还是涌现的。

关键词

引用

@article{arxiv.1305.5231,
  title  = {A Master Equation for Gravitational Decoherence: Probing the Textures of Spacetime},
  author = {C. Anastopoulos and B. L. Hu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1305.5231},
  year   = {2015}
}

备注

24 pages. Minor changes, version to appear in Class. Quant. Grav