Decoherence of quantum superpositions in relativistic settings
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Data
Orientador
Matsas, George Emanuel Avraam 
Coorientador
Landulfo, Andre Gustavo Scagliusi
Mann, Robert B.
Pós-graduação
Física - IFT
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (inglês)
Recently, Danielson, Satishchandran, and Wald have proposed a novel source of
decoherence of charges and masses in a spatial superposition state when placed in
a spacetime with Killing horizons. They argued that the effect is primarily caused
by the emission of soft particles through these horizons, which will eventually
occur even if the process is assumed to be adiabatic. It turns out this decoherence is
intimately related to the presence of low-frequency quanta in the thermal radiation,
as described by stationary observers in the Schwarzschild and Rindler spaces,
which arises depending on the choice of vacuum state. We investigate this claim in
a rather different setting, with a gapless detector interacting with a massive scalar
field. We introduce how such interaction is described and how to quantify the
resulting decoherence. Then, we investigate our proposed model in two seminal
cases: We consider that the components of the spatial superposition are inertial
and that they are uniformly accelerating in the Minkowski space. We highlight
the similarities and differences between our results and those of previous studies
when the system is tuned in an analogous regime. Finally, we discuss what we
sought to improve with our model and how it might clarify some questions left
open in the original work.
Resumo (português)
centemente, Danielson, Satishchandran e Wald propuseram uma nova forma
de decoerência de cargas e massas em um estado de superposição espacial quando
colocadas em um espaço-tempo com horizontes de Killing. Eles argumentaram
que o efeito é causado principalmente pela emissão de partículas soft através
desses horizontes, o que eventualmente ocorrerá mesmo se o processo for assumido como adiabático. Acontece que essa decoerência está intimamente relacionada
à presença de quanta de baixa frequência na radiação térmica, conforme descrita
por observadores estacionários nos espaços de Schwarzschild e de Rindler, que
surge dependendo da escolha do estado de vácuo.
Investigamos essa afirmação em um cenário diferente, com um detector sem
gap interagindo com um campo escalar massivo. Apresentamos como tal interação
é descrita e como quantificar a decoerência resultante. Em seguida, analisamos
nosso modelo proposto em dois casos seminais: quando os componentes da
superposição espacial são inerciais e quando estão uniformemente acelerados
no espaço de Minkowski. Destacamos as semelhanças e diferenças entre nossos
resultados e os de estudos anteriores quando o sistema é ajustado em um regime
análogo.
Por fim, discutimos o que buscamos aprimorar com nosso modelo e como ele
pode esclarecer algumas questões deixadas em aberto no trabalho original
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Inglês
Citação
BATISTA, Levy Bruno do Nascimento. Decoherence of quantum superpositions in relativistic settings. 2025. Dissertação (Mestrado em Física) - Instituto de Física Teórica, Universidade Estadual Paulista (Unesp), São Paulo, 2025
