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曲时空中量子场论的非相对论极限

高能物理 - 理论 2024-08-13 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

非相对论量子物理的形式体系最初是在惯性参考系的背景下考虑的。在此,我们报告了一个更一般的框架,涵盖非惯性参考系和任意强引力场。我们从第一性原理出发,推导了曲时空中量子场的非相对论极限。曲时空中完全协变理论的独特特征和细微差别在加速度足够大时会影响非惯性参考系中的非相对论量子系统。这包括参考系依赖的粒子、能量、真空态和非相对论条件概念。通过使用量子场论的代数方法,我们详细阐述了非惯性非相对论区域中的这些效应。本文中发展的理论框架对置于非惯性运动中的非相对论量子系统的现象学给出了预测。作为应用,我们利用Rindler时空中的狄拉克场论推导了加速非相对论原子的现实模型。我们报告了通过原子探测器经由超精细结构间接观测Unruh效应的实验约束。然后,我们讨论了惯性参考系和加速参考系中量子态和可观测量定位的问题。我们展示了Born概率概念如何作为各自非相对论极限的结果在两种情况下出现。因此,我们发现非相对论态可以用波函数来描述,波函数量化了在每个空间位置找到粒子的概率。此外,我们还报告了源自曲时空中量子场论的真空态和非相对论条件参考系依赖性质所导致的非局域效应。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.05757,
  title  = {Nonrelativistic limit of QFT in curved spacetime},
  author = {Riccardo Falcone},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.05757},
  year   = {2024}
}

备注

PhD thesis