Quantum effects in weak gravitational fields: towards tabletop tests of quantum gravity

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.54355/tbusphys/3.3.2025.0037
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study explores quantum effects in weak gravitational fields with the aim of identifying feasible pathways towards tabletop tests of quantum gravity. Using numerical simulations of matter-wave interference for nanoparticles with masses between and kg, we investigate how environmental and fundamental decoherence mechanisms shape observable signatures. The results reveal a mass-dependent reduction in interference visibility, dropping from near unity at kg to below 0.2 at kg. Coherence times were found to exceed one second for particles lighter than 10^(-16) kg under cryogenic ultra-high-vacuum conditions, but decreased to sub-millisecond scales for kg particles at room temperature, confirming thermal radiation as the dominant source of decoherence. In parallel, collapse models such as CSL predict additional suppression of visibility for interrogation times of 0.1 s, particularly for masses above kg, enabling discrimination between environmental and intrinsic decoherence mechanisms. These findings underscore the necessity of maintaining ultra-high vacuum and cryogenic environments to detect gravitationally induced quantum phases, thereby providing a practical framework for near-future interferometry experiments. While the present work is limited to phenomenological models and simulated data, it establishes a roadmap for extending investigations to heavier mass regimes, incorporating realistic noise sources, and testing alternative collapse scenarios.