自旋-1/2 粒子引力退相干的开放量子系统方法

本文研究了 squeezed gravitational waves（压缩引力波）与处于空间叠加态的宏观粒子系统相互作用所产生的退相干效应。我们首先采用开放量子系统方法，得到由压缩引力波在宏观物体的空间叠加态中诱导的已知退相干。随后，我们聚焦于自旋-1/2 粒子系统，分析表明退相干率依赖于引力波的压缩强度和压缩角。我们的结果表明，具有压缩强度 $r_p\geq1.2$ 和压缩角 $\varphi_p=\pi/2$ 的压缩引力波，可在自旋-1/2 粒子云自由下落 1 s 内诱导出 1% 的退相干。该研究阐明了压缩引力波与宏观粒子及其自旋的空间叠加态相干性之间的关系。退相干对压缩强度的依赖，以及在自旋-$1/2$ 粒子情形下对压缩角的依赖，为进一步探索和理解量子-引力联系铺平了道路。我们建议，此类实验装置也可用于最终研究早期宇宙暴胀产生的引力波的压缩效应水平（以及相关的量子性质）。