Probing the spacetime structure of vacuum entanglement
Andrzej Dragan, Ivette Fuentes
我们介绍了一个框架，用于探测真空纠缠的时空结构，表现出无限范围的未来和过去之间的相关性，以及空间分离的区域。我们的结果是非微扰和分析。
We introduce a framework for probing the spacetime structure of vacuum entanglement that exhibits infinite range correlations between the future and the past, as well as spatially separated regions. Our results are non-perturbative and analytical.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Quantum fluctuations of vacuum stress tensors and spacetime curvatures
我们分析了真空应力张量和时空曲率的量子涨落，使用线性响应理论的框架，将这些涨落与应力张量和时空度规耦合时产生的耗散机制联系起来。时空曲率的真空涨落被证明是两个贡献的总和在最低的订单;第一个对应于真空引力波，并限于类光波矢和消失的爱因斯坦曲率，而第二个来自真空应力张量的引力。从这些波动，我们推导出噪声谱测地偏差登记的探测领域，确定最终的限制长度或时间测量。特别地，得到了表征时空涨落的噪声谱与无质量中微子场个数之间的关系。
Probing geometric information using the Unruh effect in the vacuum
我们提出了一种新的方法，通过这种方法，原则上，可以“在绝对黑暗中看到”，即，而不通过量子场交换任何真实的量子。这是可能的，因为物体改变了其附近真空的模式结构。新方法通过Unruh效应探测真空的模式结构，即，通过记录被加速的量子系统的激发率。
Spacetime structure and vacuum entanglement
我们研究了标量场的真空涨落和真空纠缠在确定时空拓扑中所起的作用，这在广义相对论和量子引力中都不是第一性原理所规定的。我们分析了两个粒子探测器之间获得的纠缠和可观测关联如何对时空的空间拓扑敏感。我们研究了探测器的时间演化的所有订单微扰理论，然后研究真空纠缠收获的现象在闵可夫斯基时空和两个平坦的拓扑结构不同的时空构造从标识的闵可夫斯基空间。我们表明，例如，如果空间拓扑诱导一个首选的方向，这个方向可以推断出两个检测器之间的相关性对它们的取向的依赖。因此，我们表明，真空涨落和真空纠缠收获，在原则上，可以区分时空具有相同的局部几何，不同的只是在他们的拓扑结构。
Probing quantum vacuum geometrical effects with cold atoms
原子与波纹表面之间的横向Casimir-Polder力可以用来研究量子真空中的非平凡几何效应。在这里，我们以散射方法推导出该力的理论表达式，该方法考虑了波纹表面的光学特性。我们表明，大的修正“接近力近似”可以测量使用当今的技术与玻色-爱因斯坦凝聚体作为真空场传感器。
Probing spacetime fluctuations using cold atom traps
研究了一个粒子的位置振荡，该粒子模拟了一个被囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体的质心量子态与引力场的零点涨落的耦合。进行半经典分析，允许计算振荡的均方振幅。与量子电动力学中的兰姆位移类似，这引起了被捕获的凝聚体的能量的上移。我们发现，对于一个细长的陷阱，能量转移的规模与长度的平方以及与原子总数的立方。
Probing the Vacuum Induced Coherence in a $Λ$-system
我们提出了一个简单的测试来证明和检测真空感应相干性的存在下，在$Λ$系统。我们表明，由于存在这样的相干性，这是不可观察的荧光的探测场吸收调制。我们提出的调制吸收，余弦和正弦分量显示不同类型的行为的分析和数值结果。
Probing spacetime foam with extragalactic sources
由于量子涨落，时空在非常小的尺度上可能是“泡沫”的。我们建议通过在遥远的类星体图像中寻找核晕结构来检测时空泡沫的这种纹理。我们发现，当甚大望远镜干涉仪达到其设计性能时，它将处于能够探测时空结构的边缘。我们的方法还允许我们使用时空泡沫物理学和计算物理学来推断暗能量/物质的存在，而不依赖于最近宇宙学观测的证据。
Probing Vacuum Field Fluctuations and Source Radiation Separately in Space and Time
本文提出在电光采样实验中分别探测源辐射与真空场涨落，揭示其时空结构，以在单光子层面研究因果性及量子真空关联，并联系涨落-耗散定理。
Probing the Purcell effect without radiative decay: Lessons in the frequency and time domains
微观过程的电光采样量子真空波动进行了讨论，导致这些实验的解释方面的交换虚光子。考虑到这一点，它显示了如何可以直接研究珀塞尔效应，即在频域和时域中由腔引起的量子真空的变化。这在量子真空的电光取样和几何诱导真空效应之间建立了联系。
Probing cosmic string spacetime through parameter estimation
量子精密测量利用量子策略研究物理量的极限精度。本文将量子精密测量技术应用于相对论框架，估计宇宙弦时空的亏损角参数。我们以一个与电磁场耦合的二能级原子为探针，将其视为一个开放量子系统，推导了它的动力学演化。我们通过计算亏损角的量子费舍尔信息（QFI）来估计亏损角参数。发现量子费舍尔信息与亏损角、演化时间、探测器初态、偏振方向及其位置有关。然后，我们确定最佳估计策略，即，通过所有相关参数最大化量子费舍尔信息，从而优化估计精度。我们的结果表明，对于不同的极化情况下，QFI有不同的行为和不同的数量级，这可能有助于宇宙弦时空的探索。
Probing the quantum vacuum with an artificial atom in front of a mirror
真空的量子涨落是一种令人惊讶的基本自然现象。尽管被理解为虚光子的存在和消失，它们仍然对卡西米尔效应和原子寿命产生非常真实的影响，\emph{e.g.}。因此，工程真空波动对新兴技术变得越来越重要。在这里，我们使用“镜子”塑造真空波动，在空间中创建它们被抑制的区域。然后，当我们有效地将人造原子移入和移出这些区域时，测量原子寿命可以告诉我们波动的强度。我们观察到的最弱的涨落强度是0.02量子，比没有镜子的预期低50倍，这表明我们可以将原子隐藏在真空中。
Probing Spacetime Topology and Superposition with Accelerated Detectors
通过研究紧致化和叠加闵可夫斯基时空中沿Rindler轨迹的Unruh-DeWitt探测器所提取的纠缠，分析了加速度方向、探测器间距和空间紧致化方向对纠缠的影响，发现紧致化增强场关联从而增加并发性和扩展提取范围，时空叠加引入干涉效应进一步扩大纠缠提取区域。
Are non-vacuum states much relevant for retrieving shock wave memory of spacetime?
冲击波对时空产生反作用，并将反作用信息存储在背景的存储器中。研究了定域激波对Minkowski度规的量子记忆效应。我们发现，无质量标量场的Wightman函数在波位置的两侧，对于通常的闵可夫斯基时空是相同的。因此，对于任何类型的观察者来说，由此获得的可观测量都不会显示出冲击的特征。此外，两侧场的真空态是等效的。相反，非真空态的相关器确实记住了经典冲击波，因此它的影响在可观测量中是可见的，即使对于任何帧。我们认为非真空态与经典记忆中量子信息的提取有关，而非真空态。
Probing quantum vacuum fluctuations over a charged particle near a reflecting wall
本文研究了在理想反射平板壁存在的情况下，背景电场的真空涨落对带电粒子的影响。连接系统的不同阶段的开关功能以这样的方式实现，即其功能依赖性由测量时间与开关持续时间之间的比率确定。粒子的速度分量的分散体被发现是时间的平滑函数，并具有最大幅度的测量时间对应于约一个往返的光信号之间的粒子和壁。在文献中报道的典型分歧，并与过度简化建模这个系统自然正规化，在我们的方法。估计表明，这种粒子运动中量子真空涨落的表现可以在实验室中进行测试。
Mean field squared and energy-momentum tensor for the hyperbolic vacuum in dS spacetime
本文计算了$(D+1)$维de Sitter（dS）时空中无质量共形耦合标量场的Hadamard函数、场平方和能量动量张量的真空期望值.假设光场是在双曲真空态中制备的。的Hadamard函数对应于双曲和Bunch-Davies真空的差异的积分表示提供了很好地适应于符合限制的期望值的评价。结果表明，Bunch-Davies态被解释为热相对于双曲真空。提供了相应的态密度的表达式。在Bunch-Davies和双曲真空的VEV的差异得到的关系进行了比较与相应的关系的Fulling-Rindler和闵可夫斯基真空在平坦的时空。这些关系之间的相似性可以通过dS时空与双曲叶理和林德勒时空的共形连接来解释。作为一种极限情况，讨论了Milne宇宙中共形真空的VEV.
Probing Planck-scale Physics with Extragalactic Sources?
在普朗克尺度下，时空是“泡沫”的，这是由于量子引力预测的量子涨落。在这里，我们考虑使用时空泡沫诱导的相位不相干的光从遥远的星系和伽玛射线爆发探测普朗克尺度物理的可能性。特别是，我们研究了在一个巨大的距离时空波动的累积效应。我们的分析表明，它们远远低于这种方法所要求的，以揭示时空的泡沫性。
Probing the quantum vacuum with ultra intense laser pulses
本文介绍：1）强场物理和真空结构和稳定性的理论背景; 2）脉冲激光器领域的仪器发展，并考虑超强激光设备的物理情况;和3）讨论超强激光器的应用和基本用途。
Quantum Vacuum Heuristics
基于真空和时空结构的量子力学，我们回顾了关于电场从真空中产生粒子、加速坐标系中的真空辐射、黑洞辐射、最小质量黑洞、时空破裂、最大本征加速度、时空切丛和量子场的内在普朗克尺度正则化的启发式论证。
Probing vacuum birefringence by phase-contrast Fourier imaging under fields of high-intensity lasers
在真空中，高强度激光可以通过虚真空偏振过程引起光子-光子相互作用，虚真空偏振可以通过光子在强场中的相速度移动来测量。在光频域中，光子-光子相互作用是由欧拉-海森堡有效作用量描述的偏振介导的。该理论预言了量子电动力学（QED）中由非线性性质引起的相速度移动的真空双折射或偏振依赖性。提出了一种利用相衬傅里叶成像的绝对相速度位移测量强激光场作用下真空双折射的方法。该方法可以用于观察甚至超出QED真空极化的效应。
Probing the Spacetime Structure of Entanglement in Monitored Quantum Circuits with Graph Neural Networks
研究利用图神经网络在监控量子电路中通过局部测量数据重建半链纠缠熵，探讨局部观测如何推断全局纠缠。
Vacuum currents in partially compactified Rindler spacetime with an application to cylindrical black holes
研究了部分空间维紧化为环面的Rindler时空中带电标量场电流密度的真空期望值。假设场是在Fulling-Rindler真空态中制备的。对于周期性条件下相位的一般值和紧维的长度，给出了阿达玛函数和真空电流的表达式。沿着紧凑维度的电流密度是这些维度所包围的磁通量的周期函数，并且在林德勒视界上消失。所得结果与闵可夫斯基真空中的相应电流进行了比较。讨论了圆柱形黑洞周围真空流的近视界渐近性和大距离渐近性。在近视界近似中，紧维的长度由视界半径决定。在距离视界较远的地方，几何近似为具有环面紧维的局部反德西特时空，紧维的长度由负的宇宙学常数决定。
Vacuum polarization induced by a cylindrical boundary in the cosmic string spacetime
本文研究了直宇宙弦广义时空中圆柱壳内外具有一般曲率耦合的质量标量场的Wightman函数、场平方的重整化真空期望值和能量动量张量。对于Robin边界条件的一般情形，利用推广的Abel-Plana公式，给出了真空期望值的形式，即无边界部分与边界诱导部分之和。研究了在各种极限情况下真空场平方、能量密度和应力的期望值的渐近行为。对于一般的有限支承圆柱对称弦核静力模型，给出了结果到外部区域的推广。
Probing vacuum-induced coherence via magneto-optical rotation in molecular systems
从理论上研究了真空诱导相干性对磁光旋转的影响。我们进行了一个模型研究表明，在控制激光和磁场的存在下，VIC可以导致大幅度增强的偏振平面的旋转的线偏振弱激光与消失的圆二色性。这种效应可以在冷分子气体中实现，可以作为VIC的灵敏探针。这样大的MOR角也可以用于检测具有大测量灵敏度的弱磁场。
Vacuum polarization by a flat boundary in cosmic string spacetime
本文分析了在高维宇宙弦时空中，在与弦正交的表面上，服从Dirichlet或Neumann边界条件的有质量标量场的场平方和能量动量张量的真空期望值.为了发展这一分析，得到相应的格林函数。格林函数由两个表达式之和给出：第一个对应于无边界宇宙弦时空中的标准格林函数，第二个贡献由边界诱导。Dirichlet标量和Neumann标量的边界诱导部分符号相反。由于对无边界宇宙弦时空中真空极化效应的分析已经在文献中得到了发展，本文主要对边界引起的真空极化效应的计算感兴趣。以这种方式提供了相应的期望值的封闭表达式，以及它们在不同的极限区域的渐近行为进行了研究。我们表明，由于宇宙弦的非平凡拓扑结构增强了场平方和能量动量张量的边界诱导真空极化效应，相比闵可夫斯基时空中的边界的情况。宇宙弦的存在沿垂直于边界的方向引起非零应力。研究了作用在边界上的真空力。
Vacuum polarization around cosmic strings in de Sitter spacetime
该研究以德西特时空为背景，分析平直宇宙弦与引力场对三类量子真空局域性质的共同作用，发现曲率在大距离下影响显著，且存在径向真空能流这一新特征。
Probing spacetime noncommutative constant via charged astrophysical black hole lensing
研究了时空非对易参数对非对易Reissner-Nordström黑洞时空中强场引力透镜的影响。假设银河系中心超大质量天体的引力场用这个度规描述，我们估计了强引力透镜的系数和观测量的数值。结果表明，随着参数$\sqrt{\vartheta}$的增大，观测量$θ_{\infty}$和$r_m$减小，观测量$s$增大.我们的结果还表明：i）当$\sqrt{\vartheta}$强时，观测量接近于非对易Schwarzschild黑洞透镜的观测量，ii）当$\sqrt{\vartheta}$弱时，观测量接近于对易Reissner-Nordström黑洞透镜的观测量; iii）非对易Reissner-Nordström黑洞透镜中$\vartheta$的可探测范围是$0.12\leq\sqrt{\vartheta}\leq0.26$，它比非对易Schwarzschild黑洞透镜$0.18\leq\sqrt{\vartheta}\leq0.26$中的宽。这为将来利用天文仪器探测时空非对易常数$\vartheta$提供了一条途径。
Casimir densities for a boundary in Robertson-Walker spacetime
对于标量场和电磁场，我们评估了Robertson-Walker时空中具有负空间曲率的弯曲边界引起的能量动量张量的真空期望值。为了产生真空密度，我们使用罗伯逊-沃克和Rindler时空之间的共形关系和以均匀本征加速度运动通过Fulling-Rindler真空的板的相应结果。对于一般情况下的标度因子的真空能量动量张量作为边界自由和边界诱导部分的总和。
Probing electric and magnetic vacuum fluctuations with quantum dots
电磁真空场涨落与光的自发发射过程密切相关。原子发射器不能同时探测电场和磁场的涨落，因为电场和磁场的跃迁对应于不同的选择规则。在本文中，我们表明，半导体量子点是从根本上不同的，是能够介导电偶极子，磁偶极子，电四极跃迁上一个单一的电子共振。因此，量子点可以同时探测电场和磁场，因此可以应用于复杂光子纳米结构的电磁环境传感。我们的研究开启了将量子点与光学超材料连接的前景，以在单发射极水平上定制电和磁光物质相互作用。
Cavity-Vacuum-Induced Chiral Spin Liquids in Kagome Lattices: Tuning and Probing Topological Quantum Phases via Cavity Quantum Electrodynamics
通过腔量子电动力学在Kagome晶格中诱导手性自旋液体，利用真空量子涨落实现拓扑量子相的调控与探测。
Probing vacuum birefringence using x-ray free electron and optical high-intensity lasers
真空双折射是强场量子电动力学最引人注目的预言之一：穿过强场区域的探测光子可以通过耦合到泵浦场和探测场的虚拟带电粒子的量子涨落间接地感知所施加的“泵浦”电磁场。这种耦合对场对准敏感，并且可以有效地导致探测光子偏振模式的两个不同折射率，从而引起双折射现象。在这篇文章中，我们进行了专门的理论分析，建议发现实验的真空双折射的X射线自由电子激光/光学高强度激光设备。现实地描述泵浦和探测激光脉冲的宏观电磁场，我们超越了以前的分析，占各种影响之前没有考虑在这种情况下。我们的研究有助于在实际实验中对信号进行严格的定量预测和优化。
Higgs Boson Spookiness: Probing Quantum Nonlocality with Spacetime-Resolved $H\rightarrowτ^+τ^-$ Decays
本文探讨未来高精度ee希格斯工厂通过时空分辨测试希格斯衰变中的量子非局域性，利用τ轻子衰变顶点测量自旋相关性，排除超光速纠缠信号理论。
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