Diffraction-Based Interaction-Free Measurements
我们介绍基于衍射的无相互作用测量。与以前的工作，其中一组离散的路径进行对比，高质量的无相互作用的测量可以实现与一组连续的路径，是典型的光传播。如果炸弹存在于一个给定的空间区域内--敏感到一个光子就能引爆它--它的存在仍然可以被探测到而不爆炸它。这是可能的，因为炸弹不吸收光子，导致单个光子在它周围发生散射。由此产生的衍射图案可以从统计学上与没有炸弹的情况区分开来。我们详细计算了单缝和双缝的情况，其中双缝是由于炸弹不包括中间区域而产生的。
2019-07-12 quant-ph
Ultrafast Stern-Gerlach and Anomalous Bragg Diffraction Regimes of Low-energy Free Electron Interaction with Light
针对自由电子量子光学中相干控制自由电子的目标，提出低能量子电子波包的超快斯特恩-盖拉赫机制并纳入二阶色散效应，发现色散诱导的反常布拉格衍射机制，为相关衍射机制分类及电子波函数量子工程提供基础。
2025-08-24 quant-ph
Radiation-damage-free ghost diffraction with atomic resolution
X射线自由电子激光（XFEL）可以对辐射敏感度太高的蛋白质晶体或单分子进行衍射结构测定。然而，电子形状因子可能已被修改，在超短X射线脉冲由于光电离和电子级联引起的强X射线脉冲。对于一般的X射线成像技术，最小化辐射损伤效应是主要关注的问题，以确保结构的忠实重建。在这里，我们表明，辐射损伤的自由衍射可以实现原子的空间分辨率，通过使用X射线参量下转换（XPDC），和双色双光子鬼衍射。我们说明，衍射图案的形成满足类似于布拉格方程的条件，与分辨率，可以作为精细的晶格长度尺度的几埃。由于样品被低能量的可见光子照射，因此它们可以免于辐射损伤。
2017-01-27 physics.optics quant-ph
Quantum test of the Universality of Free Fall using rubidium and potassium
本文报道了一种改进的利用铷-钾双粒子物质波干涉仪对自由降落普适性的测试。我们描述了我们的设备，并详细介绍了操作钾干涉仪时的挑战和解决方案，以及影响我们测量的系统效应。我们对Eötvös比的测定产生了$η_{\,\text{Rb,K}}=-1.9\times10^{-7}$，其组合标准不确定度为$σ_η=3.2\times10^{-7}$。
2020-05-22 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Prospects for studies of the free fall and gravitational quantum states of antimatter
不同的实验正在进行中，以测量重力对冷中性反物质原子，如正电子素，μ素和反氢原子的影响。其中，CERN的GBAR项目旨在精确测量超冷反氢原子的引力下落。在超冷状态下，反氢原子与表面的相互作用受量子反射现象控制，这导致反氢原子在物质表面上反弹。这允许应用滤波方案来增加自由降落测量的精度。在最小垂直速度的极限下，反氢原子处于引力量子态，与超冷中子（UCN）非常相似。电子偶素是另一个涉及反物质的中性系统，目前UCL正在研究反物质在重力作用下的自由降落。基于正在开发的自由降落测量实验技术，也可以在电子偶素中观察到引力量子态。在这篇文章中，我们回顾了正在进行的实验的现状，并讨论了观测反物质引力量子态的前景及其意义。
2014-09-01 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Testing the equivalence principle through freely falling quantum objects
在有和没有经典类比的量子态的情况下，重新讨论了均匀引力场中的自由降落。运动学和动力学之间的相互作用，在一个下降的量子测试粒子的演变进行了讨论，允许在操作层面上的等效原理有更好的理解。
1996-12-16 gr-qc quant-ph
Ambiguities on the Hamiltonian formulation of the free falling particle with quadratic dissipation
对于自由落体运动的质点，当质点在介质中受到二次速度力作用时，导出了两个等价的运动常数，能量单位，两个拉格朗日量和两个哈密顿量。这些量描述了同一经典系统的动力学。然而，它们的量子化和相关的统计力学（对于粒子系综）描述了两个完全不同的量子和统计系统。这在耗散参数的一阶中示出。
2007-10-16 quant-ph
Trap-to-trap free falls with an optically levitated nanoparticle
本文利用可快速开关和垂直移动的光镊，实现了电荷中性纳米粒子的自由下落与再捕获，观测到位置不确定度增大近两百倍，并提出通过线性反馈和超高真空实现毫秒级自由下落，以推动悬浮物体的大尺度离域化研究。
2025-07-17 physics.optics quant-ph
Free-fall non-universality in quantum theory
本文将爱因斯坦等效原理与广义协变性纳入量子理论，证明波函数扩散导致量子粒子自由落体轨迹依赖其内部性质，并用厄特沃什参数给出可在原子干涉测量中检验的定量估计。
2023-05-29 gr-qc hep-th quant-ph
Dispersion and uncertainty in multislit matter wave diffraction
我们表明，单和多狭缝实验涉及物质波可以构建一个自由粒子的位置和动量之间的相关性进行评估。这些相关性引起的位置相关的相位动态发展，并可能发挥重要作用的干涉图案。对于足够大的横向相干长度，这样的干涉图案是明显不同于那些经典的色散自由波。
2006-11-09 quant-ph
Notes on free fall of a particle and bouncing on a reflecting surface
利用激光辐射产生的光压力来控制自由原子粒子的运动，近年来已取得了相当大的进展。在均匀引力场作用下，准共振激光束在玻璃曲面上反射形成倏逝波，在反射面上观察到原子的自由降落和反弹。本文利用渐近展开方法给出了该系统的能量量子化。结果表明，对于大的$n$的水平去像$n^{2/3}$，这可以与$n^2$的无限方形阱。
1997-04-18 quant-ph
Does universality of free-fall apply to the motion of quantum probes?
在固定时空背景上传播的量子力学粒子能否近似为满足弱等效原理的测试体？我们最终回答这个问题的否定，但发现，当普遍性的自由降落是本地评估，一个非平凡的协议之间的量子力学和弱等效原理存在。量子探针的质量传感的影响进行了讨论的一些细节。
2017-02-24 gr-qc quant-ph
On free fall of quantum matter
我们提出了一种方法，允许系统地考虑量子粒子物理学中的引力。它以量子场论和广义相对论原理为基础。它们被用来建立弯曲时空中量子粒子的模型。我们用它的方法计算了在地球引力场中与经典测地线的偏差。这表明自由降落依赖于量子物质的性质。具体地说，我们发现自由落体普适性和波包扩散是相互排斥的现象。然后，我们估计Eötvös参数的一对原子自由地落在地球表面附近，提供波包传播比弱等效原理更基本。
2022-03-31 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum Incompressibility of a Freely Falling Hydrogen Atom in a Circular Rydberg State, and a Gravitationally-Induced Charge Separation Effect in Superconducting Systems
自由下落的点状物体向地球中心汇聚。因此，地球的引力场是不均匀的，并具有潮汐分量。一个扩展的量子力学物体，如一个氢原子，在一个高主量子数状态，即一个圆形的里德伯原子，自由降落预计下降速度比一个经典的点状物体，当两个物体从地球表面以上的相同高度下降。这表明，除了量子态之间的跃迁，原子在像地球那样的非均匀潮汐引力场中自由降落时，表现出一种量子力学的不可压缩性。一个有持续电流环绕的超导环状系统，在自由降落时，其行为类似于圆形里德伯原子。与自由下落原子的电子波函数一样，库珀对波函数是量子力学不可压缩的。然而，超导体晶格中的离子不是不可压缩的，因为它们不具有全局相干的量子相位。由此产生的差异在自由降落过程中的非定域库珀对电子和定域离子的响应不均匀的引力场的预测，导致电荷分离效应，这反过来又导致一个大的库仑力，反对的超导系统上的潮汐引力引起的收敛。本文提出了一个观测超导电路中非均匀引力场引起的电荷分离效应的“类卡文迪许”实验。的电荷分离效应被确定为是有限的对断裂过程中发生的低频引力扰动时，存在。
2010-11-02 gr-qc quant-ph
Free-fall of photons in a planar optical cavity
我们考虑主轴垂直于地球局部重力场的平面光腔。我们研究了引力作用下被困在空腔间隔物中的光波包的运动。在相对论框架内，我们发现，最初在平面群速度方面静止的波包在早期被$g$加速，与自由降落的非相对论极限一致。我们表明，这种现象是引力红移的表现，适用于光子在腔内休息。
2018-11-17 gr-qc quant-ph
Transit time of a freely-falling quantum particle in a background gravitational field
利用一个模型量子钟，计算了当装置处于自由降落状态时，非相对论量子粒子在具有小时空曲率（重力梯度）的背景引力场中通过分段测地线路径的时间表达式.该计算补充并扩展了早期的计算（Davies 2004），其中设备固定在地球表面。结果证实，当粒子速度不太低时，量子渡越时间与经典渡越时间一致，符合等效原理。我还计算了德布罗意波长长到足以探测时空曲率时渡越时间的量子修正。将结果与Chaio和Speliotopoulos（2003）的计算进行比较，他们提出了一个实验来测量上述效果。
2004-07-05 quant-ph
Quantum mechanix plus Newtonian gravity violates the universality of free fall
牛顿引力中的经典点粒子和广义相对论中的粒子一样，都服从自由降落的普适性。然而，经典结构粒子（例如具有质量四极矩）不需要遵守自由降落的普适性。在量子力学中，一个基本的“点”粒子（在粒子物理学意义上）可以用一个定域波包来描述，我们可以定义一个概率四极矩。在合理的假设下，这种概率四极可以影响自由降落的普遍性。(So在粒子物理学意义上，一旦包括波包效应，点状基本粒子就可以而且确实必须具有广义相对论意义上的结构。）这提出了一个重要的原则问题，因为对自由降落普适性的可能量子违反将从根本上影响我们对“量子引力“可能是什么样子的想法。我将提出一个估计的影响的大小，并讨论在哪里，如果在所有可能的测量。
2017-11-25 gr-qc hep-th quant-ph
Observation of quantum free fall and the consistency with the equivalence principle
该研究通过冷原子干涉仪观测量子自由下落现象，验证了等效原理在量子领域的适用性，为量子理论与引力的统一提供了实验基础。
2025-12-07 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Quantum incompressibility of a falling Rydberg atom, and a gravitationally-induced charge separation effect in superconducting systems
自由下落的点状物体向地球中心汇聚。因此，地球的引力场是不均匀的，并具有潮汐分量。在高主量子数拉伸状态下制备的诸如氢原子的扩展量子物体的自由降落，即，一个圆形的里德伯原子，当两个物体从地球上方的相同高度落下时，预计会比经典的点状物体下降得更慢。这表明，除了“量子跳跃”，原子在像地球那样的非均匀潮汐引力场中自由降落时，还表现出一种“量子不可压缩性”。一个有持续电流环绕的超导环状系统，在自由降落时，其行为类似于圆形里德伯原子。就像自由下落原子的电子波函数一样，库珀对波函数是“量子不可压缩的”。然而，超导体的离子晶格的离子不是“量子不可压缩的”，因为它们不具有全局相干的量子相。由此产生的差异在自由降落过程中的响应nonlocalizable库珀对电子和localizable离子不均匀的引力场的预测，导致电荷分离效应，这反过来又导致一个大的排斥库仑力，反对的收敛引起的潮汐，吸引力的超导系统。本文提出了一个观测超导电路中非均匀引力场引起的电荷分离效应的“类卡文迪许”实验。这个实验将证明引力和电之间通过宏观相干量子物质的新型耦合的存在。
2010-03-08 gr-qc quant-ph
Tidal and nonequilibrium Casimir effects in free fall
在这项工作中，我们考虑了一个卡西米尔装置，该装置被置于自由降落（例如，落入黑洞）。在1+1D中工作，我们发现发生了两个主要效应：第一，Casimir能量密度经历了潮汐效应，负能量被推向板块，板块所经历的合力增加。第二，下落的过程本质上是非平衡的，我们也这样对待它，证明了卡西米尔能量密度在“下落”后在两块板之间来回移动，力的调制是同步的。这样，卡西米尔能量的行为就像经典液体一样，当它在容器中移动时，会在壁上施加（负）压力。特别是，我们认为这是在一个黑洞和多重真空，可以实现外部的设备。
2019-11-11 gr-qc hep-th quant-ph
Effect of a moving mirror on the free fall of a quantum particle in a homogeneous gravitational field
我们研究了含时边界条件对量子弹跳器动力学的影响--一个粒子落在运动的镜面上的均匀引力场中。我们更具体地研究了移动的镜子改变下落粒子的整个波函数的性质的方式。我们发现一些效应，例如量子粒子撞击移动的镜子可能会比镜子固定时反弹得更高，这与经典直觉一致。其他效应，如相对相位的变化或在任意远离镜子的空间区域中的电流密度的变化，都是量子的。我们进一步讨论了如何与当前的实验，特别是与冷中子的联系，可以观察到的效果由一个移动的镜子。
2022-10-20 gr-qc quant-ph
