利用玻色-爱因斯坦凝聚体探索量子理论与广义相对论的统一
量子物理
2019-04-26 v3 量子气体
广义相对论与量子宇宙学
摘要
尽管经历了近一个世纪的研究，仍不清楚广义相对论(GR)与量子理论(QT)应如何统一为一个一致的理论。常规方法是保留QT的基础原理（如叠加原理）并修改GR。这被称为“引力量子化”，产生一种“量子引力”理论。相反的路径是“使QT引力化”，即尝试保留GR的原理（如等效原理）并考虑这如何导致QT的修正。我们最缺乏的是实验指导，以理解该走哪条路（如果有的话）。在此我们考虑使用玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)来寻找线索。特别地，我们研究处于两个位置叠加态的单个BEC如何检验一种使QT引力化的提议，其中波函数坍缩作为客观过程从统一理论中涌现，从而解决QT的测量问题。这种由于广义相对论原理对QT的修正可在普朗克质量尺度附近被检验，该尺度比传统上量子引力理论中预期出现量子广义相对论效应的普朗克长度尺度更靠近实验。此外，对该提议的实验检验应比最近建议的实验更简单，后者通过在牛顿引力极限下寻找两个均处于两位置叠加态的大质量系统之间的纠缠来检验引力量子化方法。
引用
@article{arxiv.1812.04630,
title = {Exploring the unification of quantum theory and general relativity with a Bose-Einstein condensate},
author = {Richard Howl and Roger Penrose and Ivette Fuentes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.04630},
year = {2019}
}
备注
51 pages, 10 figures