Quantum decoherence in cosmology

Abstract

В данной работе рассматривается декогеренция фоновых степеней свободы при сохранении информации о коротковолновых возмущениях за счет потери информации о возмущениях, выходящих за горизонт во время инфляции по степенному закону. Для этого будет рассматривается уравнение Уилера-ДеВитта для однородных мод и неоднородных скалярных и тензорных флуктуаций. Для решения уравнений, а также введения плотности вероятности применено приближение Борна-Оппенгеймера. Интегрирование длинноволновых мод позволяет получить редуцированную матрицу плотности. Аналитические аргументы и численные расчеты демонстрируют подавление внедиагональных членов для поздних времен, что означает классикализацию фоновых степеней свободы с точки зрения коротковолновых возмущений.

In this paper we consider the decoherence of background degrees of freedom while preserving information about short-wave disturbances due to the loss of information about perturbations that go beyond the horizon during power law inflation. To do this, we consider the Wheeler-DeWitt equation for homogeneous modes and inhomogeneous scalar and tensor fluctuations. To solve the equations, and introduce the probability density, the Born-Oppenheimer approximation is applied. Integration of long-wave modes allows one to obtain a reduced density matrix. Analytical arguments and numerical calculations demonstrate the suppression of off-diagonal terms for later times, which means the classicalization of background degrees of freedom with respect to short-wave perturbations.