高能物理 - 现象学
[提交于 2024年12月30日
(v1)
,最后修订 2025年2月28日 (此版本, v2)]
标题: 在LHC测量量子失谐
标题: Measuring Quantum Discord at the LHC
摘要: 在对撞机中探索与量子信息相关的量引起了越来越多的兴趣。 我们详细分析了如何在大型强子对撞机(LHC)中测量顶夸克-反顶夸克量子态中的量子失谐。 对于纯态而言,量子失谐、纠缠和贝尔非定域性都探测相同的关联;而对于混合态,它们则探测量子关联的不同方面。 特别是量子失谐很有趣,因为它旨在包含所有不能具有经典起源的系统之间的关联。 我们采用两种互补的方法来研究顶夸克-反顶夸克系统,即衰变方法和运动学方法。 我们强调了在对撞机中测量重建量子态的失谐时所涉及的微妙之处。 通常由于必须执行的极值化过程,量子失谐难以计算。 然而,我们展示了对于 $t\bar{t}$ 系统,这种极值化可以解析地完成,并且我们提供了量子失谐的闭合公式。 我们证明,在高亮度LHC中,使用衰变方法,失谐可以以约5%的精度测量,而使用运动学方法则可以达到亚百分比水平。 即使使用目前的LHC数据集,运动学方法也可以将失谐测量到1-2%的精度。 通过首次通过详细的对撞机分析系统研究量子失谐,这项工作扩展了粒子物理学中量子信息研究的工具包,并为深入了解高能碰撞中的量子性质奠定了基础。
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