自发辐射上的引力波印记

尽管兴趣日益增长，但在量子和广义相对论效应同时可观测的领域中，已知的预测仍然稀缺。在这里，我们研究了一个弯曲时空中的组合原子-场系统，特别关注引力波背景。我们证明平面引力波会改变单个原子的自发辐射，表现为发射谱的方向依赖性变化。虽然总衰变率保持不变，意味着引力波信息不会单独存储在原子内部状态中，但该波会在组合原子-场系统的演化上留下印记。为了量化该效应的可测量程度，我们分析了与光子数测量相关的经典Fisher信息和量子Fisher信息。我们的分析表明该效应可在最先进的冷原子实验中被测量，并指出自发辐射是探测低频引力波的潜在手段。