叠加轨迹的振荡式Unruh效应量子模拟

Unruh效应预言了惊人的现象：加速的探测器即使处于量子场的真空基态（相对静止框架）仍会检测到计数。由于直接观测所需的探测器加速度极大，近期的类比研究有助于揭示Unruh效应的各种性质并探索量子引力中尚未理解的物理。为进一步揭示Unruh效应的量子特性，探索探测器与场之间的关联，以及在无经典对应量子轨迹下的 consequences 至关重要，但目前仍缺乏。本文利用激光控制的捕获离子实验模拟一个与腔体场耦合的振荡探测器。我们观察到探测器与场的联合激发在探测器参考系中同步发生，与Unruh效应预测的协调动力学一致。特别地，我们模拟了探测器在单一轨迹和叠加量子轨迹中的运动，其中后者显示激发的相干干涉。我们的演示揭示了与量子引力理论相关的加速轨迹相干叠加性质——这些性质在经典情形下不存在，也为探索量子场论和量子引力中的新现象提供了途径。我们还展示该方法及结果的推广可能有助于直接观测Unruh效应。