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Entanglement properties of a relativistic massive spin-1 particle
Rene Unterdorfer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Lehramt Sek (AB) Unterrichtsfach Mathematik Unterrichtsfach Physik
Betreuer*in
Beatrix Hiesmayr
DOI
10.25365/thesis.79620
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-22914.82696.252780-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wird die Abhängigkeit der sogenannten Spin-Impuls-Verschränkung eines massiven Spin-1-Teilchens vom Bewegungszustand eines Beobachters in einem relativistischen Kontext analysiert. Alle Eigenschaften, die benötigt werden, um ein freies quantenmechanisches Teilchen zu beschreiben, werden aus dem Relativitätsprinzip abgeleitet, nahezu ohne zusätzliche Annahmen. Zwei hintereinander ausgeführte Lorentz-Boosts ergeben einen Boost sowie eine Drehung. Die dadurch resultierende Differenz des Ausmaßes der Verschränkung in unterschiedlichen Bezugssystemen ist auf die Drehung zurückzuführen. Diese Änderung der Verschränkung hängt von den relativen Geschwindigkeiten zwischen Teilchen und Beobachter, den Drehwinkeln, die die Rotation des Teilchenzustandes beschreiben, den Zustandsparametern, welche die Superposition charakterisieren, und dem Winkel zwischen der Spin-Quantisierungsachse und dem Geschwindigkeitsvektor des Beobachters ab. Letzterer hat den größten Einfluss auf die Form des Graphen, der die Unterschiede der Verschränkung zwischen ruhendem und bewegtem Bezugssystem darstellt. Ein Vergleich mit der Situation im Falle eines Spin-1/2-Teilchens wird angestellt, indem einer der Zustandsparameter gleich null gesetzt wird. Ein Mathematica-Notebook, entwickelt zur Durchführung der Berechnungen, wird präsentiert.
Abstract
(Englisch)
In this work the dependence of the spin-momentum entanglement of a massive spin-1 particle on the state of motion of an observer is analysed in a relativistic framework. All properties needed to describe a free quantum-mechanical particle are derived from the principle of relativity, almost without additional assumptions. Two consecutive Lorentz boosts can be written as one boost and a rotation. It is the rotation that causes the variation of the entanglement between two different frames of reference. The change of entanglement is affected by the relative velocities between particle and observer, the angles which specify the rotations of the particle's state vectors, the preparation parameters of the state that characterise the superposition and the angle between the spin quantisation axis and the velocity of the observer. The latter has the greatest influence on the shape of the graph of the difference in the entanglement between rest and boosted frame. A comparison with the case of a spin-1/2 particle is performed by setting one of the preparation parameters equal to zero. A Mathematica notebook developed for carrying out the calculations is presented.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Verschränkung Lorentz-Gruppe Wigner-Rotation
Schlagwörter
(Englisch)
entanglement Lorentz group Wigner rotation
Autor*innen
Rene Unterdorfer
Haupttitel (Englisch)
Entanglement properties of a relativistic massive spin-1 particle
Paralleltitel (Deutsch)
Verschränkungseigenschaften eines relativistischen massiven Spin-1-Teilchens
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
51 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Beatrix Hiesmayr
Klassifikation
33 Physik > 33.23 Quantenphysik
AC Nummer
AC17715220
Utheses ID
77869
Studienkennzahl
UA | 199 | 520 | 523 |