使用精密测量方法探测洛伦兹对称性破缺效应的研究

发布时间：2023-06-03 23:52

　　洛伦兹不变性曾是物理学历史上重大的发现之一。在小尺度内,它被各种越来越精确的实验所验证。但是在大尺度情形下,近年来的一些观测暗示着可能存在一些异于常见的东西会破坏洛伦兹对称性。由于精密测量的常用工具-原子干涉仪能达到极高的精度,因此有可能通过精密测量实验找到洛伦兹对称性破缺的相关现象。本文首先回顾精密测量相关的基础知识,包括相位评估、量子干涉仪及纠缠的理论原理,并介绍与实验相关的有用纠缠态的判定标准。接着介绍了SU(2)干涉仪及常见的干涉仪操作。自旋压缩可以提高相位评估的灵敏度,我们对此作了细致的研究并引入了精密测量重要判据之一--纠缠判据。在对洛伦兹对称性及洛伦兹对称性破缺效应介绍的基础上,我们重点分析了标准模型延伸理论中描述的洛伦兹对称性破缺效应,并在这一理论框架下研究了最近利用原子或者离子来测量洛伦兹对称性破缺的精密测量实验。我们发现,目前进行的实验,有一部分可以利用纠缠提高测量精度,但是粒子数目不能太多,另一部分粒子数目可以做大的实验,又不易在粒子间产生纠缠,因此,都很难大幅度的改善测量精度。我们在本论文中研究了用来表征洛伦兹对称性破缺的正比于角动量平方项哈密顿量,并分析了测量...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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作者简介
中文摘要
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第一章 绪论
第二章 基础知识
    2.1 相位评估
        2.1.1 基本概念
        2.1.2 Cramer-Rao下限和Fisher信息
    2.2 量子干涉仪以及纠缠
        2.2.1 混合系统及纠缠
        2.2.2 纠缠和相位灵敏度
    2.3 SU(2)干涉仪
        2.3.1 集体两模变换和Schwinger方法
        2.3.2 对称子空间和旋转矩阵元
        2.3.3 纠缠和SU(2)干涉仪中的相位灵敏度
        2.3.4 自旋压缩和Fisher信息
第三章 洛伦兹对称性
    3.1 洛伦兹变换和洛伦兹对称性
        3.1.1 洛伦兹变换
    3.2 洛伦兹对称性破缺的两种方式
        3.2.1 背景介绍
        3.2.2 洛伦兹破缺的两种方式
        3.2.3 洛伦兹变换的修改
        3.2.4 洛伦兹对称性的自发破缺
第四章 利用纠缠态提高局域洛伦兹对称性破缺的测量精度
    4.1 标准模型延伸(SME)下的洛伦兹对称性破缺
        4.1.1 理论原理
        4.1.2 拉氏量和哈密顿量
        4.1.3 原子和粒子能移
    4.2 局域对称性破缺
    4.3 使用自旋-1的Dicke态的测量精度估计
第五章 洛伦兹对称性破缺和等效原理破缺的关系
    5.1 爱因斯坦等效原理
    5.2 洛伦兹对称性破缺效应和等效原理
第六章 总结与展望
致谢
参考文献



本文编号：3830284