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Dynamics of quantum entanglement in de Sitter spacetime and thermal Minkowski spacetime

机译：De Sitter时空和热Minkowski时空中的量子纠缠动力学

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We investigate the dynamics of entanglement between two atoms in de Sitter spacetime and in thermal Minkowski spacetime. We treat the two-atom system as an open quantum system which is coupled to a conformally coupled massless scalar field in the de Sitter invariant vacuum or to a thermal bath in the Minkowski spacetime, and derive the master equation that governs its evolution. We compare the phenomena of entanglement creation, degradation, revival and enhancement for the de Sitter spacetime case with that for the thermal Minkowski spacetime case. We find that the entanglement dynamics of two atoms for these two spacetime cases behave quite differently. In particular, the two atoms interacting with the field in the thermal Minkowski spacetime (with the field in the de Sitter-invariant vacuum), under certain conditions, could be entangled, while they would not become entangled in the corresponding de Sitter case (in the corresponding thermal Minkowski case). Thus, although a single static atom in the de Sitter-invariant vacuum responds as if it were bathed in thermal radiation in a Minkowski universe, with the help of the different dynamic evolution behaviors of entanglement for two atoms one can in principle distinguish these two universes.
机译：我们研究了de Sitter时空和热Minkowski时空中两个原子之间的纠缠动力学。我们将两原子系统视为开放量子系统，该系统与de Sitter不变真空中的保形耦合无质量标量场耦合或与Minkowski时空中的热浴耦合，并得出控制其演化的主方程。我们比较了de Sitter时空情况与热Minkowski时空情况的纠缠产生，退化，复兴和增强的现象。我们发现，在这两个时空情况下，两个原子的纠缠动力学行为完全不同。特别是，在一定条件下，两个原子与热敏科夫斯基时空中的场相互作用（场在de Sitter不变真空中）可能会发生纠缠，而在相应的de Sitter情况下它们不会纠缠（在相应的热Minkowski情况）。因此，尽管德西特不变真空中的单个静态原子的反应就像是浸入了Minkowski宇宙中的热辐射中一样，但借助两个原子纠缠的不同动态演化行为，人们可以从原理上区分这两个宇宙。

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