引力谐振子：谐波势阱中引力诱导的纠缠

近期研究表明，在不久的将来或许有可能在桌面实验中探测引力诱导的纠缠。然而，目前尚无对此类实验的完备建模，其中纠缠粒子更根本地被视为相对论量子场的激发，且测量使用场可观测量期望值来建模。在此我们提出一个思想实验：两个粒子（即质量标量场量子）初始在共同的三维（3D）谐波势阱内制备于相干态的叠加中。随后粒子通过相互引力相互作用产生纠缠，可通过粒子位置探测概率来探测。本工作给出该系统的引力诱导纠缠的非相对论量子力学分析，我们称之为“引力谐振子”，因其类似于氦原子中近似电子相互作用的谐振子模型；该纠缠通过物质波干涉可见度在操作上确定。本工作作为后续研究的基石，后续研究使用量子场论建模该系统，通过相对论修正进一步洞察引力诱导纠缠的量子本质，并给出量化纠缠的操作步骤。