中文

引力光力学:通过引力子交换实现光子-物质纠缠

广义相对论与量子宇宙学 2023-09-13 v4 高能物理 - 理论 量子物理

摘要

光在太阳引力场中的偏折是广义相对论最基本的结果之一,也是一个世纪前爱丁顿首次进行的经典检验之一。然而,尽管其在现代物理学中处于核心地位,尚无实验在物质与光均展现非经典特征的明显量子 regime 中检验过它。本文表明,只要将引力与物质按量子力学同等对待,引起光线弯曲的相互作用也会诱导光子-物质纠缠。微扰量子引力框架内的量子光线弯曲相互作用通过表明利用相干光态与物质态、借助引力子交换诱导的非线性耦合即可生成纠缠态,突显了这一点。此外,量子光线弯曲相互作用能够区分自旋-2与自旋-0引力子,从而也在短距离及量子层次上为引力替代理论提供了检验。我们将通过采用线性熵估算所生成纠缠的量级作为结束。特别地,我们发现,环绕一个工作在 150150 Hz 的 1010 kg 机械振子、半径为 0.250.25 m 的半环形腔,可利用光学波长上的拍瓦激光源产生量级为1的线性熵。尽管所提方案超出当前实验现实,它仍开启了关于在量子层次检验引力相互作用自旋的讨论。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.09273,
  title  = {Gravitational Optomechanics: Photon-Matter Entanglement via Graviton Exchange},
  author = {Dripto Biswas and Sougato Bose and Anupam Mazumdar and Marko Toroš},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09273},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages, 3 figures; version accepted in PRD