2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study of quantum radiation produced by nonlocal correlations of quantum fields
| Project/Area Number |
17K05444
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
山本 一博 九州大学, 理学研究院, 教授 (50284154)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 量子場の非局所相関 / スピノル場のウンルー効果 / 重力波のウンルー効果 / 曲がった時空上の場の量子論 / 重力の量子性 / デコヒーレンス / 量子もつれ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
共同研究によって今年度以下の成果を得た。
(1)量子場の非局所相関の構造をより一般の系に拡張する研究に関して、カスナー時空とリンドラー時空における重力波モードの取り出しをRegge-Wheelerゲージを用いて行い、Regge-Wheelerゲージ下で重力波モードの解の解析接続の関係を明らかにした。これに基づいて、カスナー時空での重力波のミンコフスキー真空に対応するモード関数を特定し、ボゴリウボフ変換と解析接続性から重力波のミンコフスキー真空を左右リンドラー時空の状態の量子もつれ状態によって記述することに成功した。重力波のウンルー効果に対して、初めて具体的な定式化を与えた。成果は、日本物理学会等での発表に加え、Physical Review Dに掲載された。
(2)スピノル場のミンコフスキー真空の非局所相関の構造に対して、最も一般的な4次元の場合に拡張する研究を、共同研究として進めた。大域的に定義されたミンコフスキーモード関数を用いた方法によって、カスナー時空とリンドラー時空のスピノル場の解の解析接続性を明らかにした。これに基づいて、スピノル場のミンコフスキー真空が、カスナー時空及び左右リンドラー時空の状態の量子もつれによってどのように記述されるか具体的な定式化を与えた。論文成果（arXiv:2104.06625）は、学術雑誌への投稿を行い掲載予定である。
(3)さらに、ウンルー・ドウィット検出器により曲がった時空上の量子場の量子もつれを検出する研究が、重力の量子性の検証実験のため提案された理論模型と構造が類似していることに着目し、ニュートン重力による量子もつれの生成に関する研究を共同研究として行った。ニュートン重力が量子力学的状態の重ね合わせ原理に従う場合、量子もつれの生成やデコヒーレンス進化に関する研究成果をあげた。成果は、Physical Review Dに掲載された。
|
