引力波背景下带电自旋-$1/2$ 物质波干涉仪的半经典相位

沿着曲时空传播的物质波会累积编码几何结构和规范结构的相位。我们基于对协变 Dirac 方程的 WKB 展开，发展了一个用于带电自旋-$1/2$ 物质波干涉仪的半经典框架，其中相位分解为动力学、自旋和电磁 Aharonov-Bohm (AB) 贡献。在自由下落探测器系中，三个通道都由局部潮汐场支配。在弱引力波 (GW) 背景下，动力学相位和自旋相位探测曲率的引力电场和引力磁场部门，而 AB 相位来自从曲时空中的 Maxwell 方程得到的曲率诱导电磁场。对于一个麦克斯韦-齐默干涉仪 (MZI)，所有三个响应都由相同的潮汐尺度 $\ddot{h}_A \sim \Omega^2_{gw}h_0$ 决定，并通过一个常见的几何核函数滤波，分别通过不同的物理耦合进入。特别地，AB 贡献不仅取决于所包含的通量，还取决于诱导场的空间变化，并通过遍历时间设定一个固有的频率依赖性。这些结果提供了关于时变 GW 背景下物质波干涉仪相位的统一描述，并识别了通过时空曲率影响量子干涉的互补动力学、自旋和电磁途径。