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关于量子波的比萨斜塔实验的理论分析

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目录

声明

1 引言

2 量子波自由落体的一致性定义和量子波比萨斜塔实验的实验设置

2.1 经典自由落体一致性和量子波自由落体一致性的表述

2.2 作为可观测量的有效能量动量张量

2.3 量子波比萨斜塔实验的实验设置

3 有效能量动量张量在引力场中的演化方程和对具体量子波的应用

3.1.1 方法一:平直时空协变推广法

3.1.2 方法二:Belinfante 对称化方法

3.2 等效能动量张量在引力场中的演化方程

3.3 对比分析标量场、矢量场和旋量场的等效能动量张量在引力场中的演化方程

3.3.1 标量场、矢量场和旋量场四维力不同部分的表达式

3.3.2三种量子波的等效能量动量张量在静态球对称引力场中演化方程的区别

3.4 实际计算末态有效能量动量张量的方法

4 讨论和总结

4.1 主要结论

4.2 主要内容的总结、理论意义和下一步研究规划

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表论文目录

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摘要

本文提出了量子波的自由落体一致性的表述,设法用量子波的比萨斜塔实验来检验其是否破缺。系统地推导了用来作为量子波的“量子轨迹”的可观测量——有效能量动量张量在引力场中的演化方程,用以分析量子波的比萨斜塔实验中的引力场如何设置的问题。在弱场近似下,计算结果预言,在一般的引力场和量子波初态波函数设置下量子波的自由落体一致性将破缺。专门计算了在施瓦西解这种特殊引力场下三种不同量子波,标量场、矢量场和旋量场三者等效能量动量张量于引力场中演化方程的不同,并且由此预言了在这种特殊设置下三种量子波的经过相同引力场演化后的末态能量动量张量会不同,也进而预言了这三种量子波的自由落体的一致性将破缺。这项工作提出了对引力和物质耦合的非局域检验,并且为后续具体实验设计提供了框架性理论分析,使未来真正的实验检验成为可能,进而促进了人们对物理学两大基本理论——量子力学和广义相对论及其相互关系的理解。

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