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深亚尺度扰动引发的量子信标与气体相干性

宇宙学与河外天体物理 2025-04-01 v1 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论 量子物理

摘要

为阐明原始扰动在单场 inflation 中的 quantum-to-classical 转换,我们研究了超亚尺度标量曲率扰动的气体相干性及其量子修正。后者被视为与 time-dependent environment 相互作用的开放量子系统,通过由广义相对论预测的 trilinear 相互作用引发气体相干。我们首先在一般情况下证明,time dependent subhorizon environment 在 inflation 期间对气体相干性至关重要,通过考虑无导数相互作用(本例中给出最重要的结果)。首次将 environment 的 time dependence 正确纳入量子 master 方程中。当涉及导数相互作用时,显现出重要的 non-Markovian 效应。我们采纳一种近期提出的处理方法,这在本例中似乎最为恰当。我们的结果表明,在考虑无导数相互作用与导数相互作用之间的相互作用时,气体相干性减缓。这凸显了在 inflation 环境下对开放量子系统计算中纳入所有相互作用的重要性。我们最终通过求解由量子 master 方程引发的 transport 方程,计算了宇宙相关函数的量子修正。我们还与文献中以另一种方法获得的解进行比较。我们观察到对 power-spectrum 的量子修正出现 resummation,这是量子 master 方程的普遍性质。我们将这些结果推广到 bispectrum,显示出类似于此前发现的 power-spectrum 的 time decay 现象。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.23150,
  title  = {Quantum signatures and decoherence during inflation from deep subhorizon perturbations},
  author = {Francescopaolo Lopez and Nicola Bartolo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.23150},
  year   = {2025}
}