論文の概要: Entanglement and quantum tomography with top quarks at the LHC
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.02280v3
- Date: Mon, 6 Sep 2021 18:00:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-31 05:05:39.936558
- Title: Entanglement and quantum tomography with top quarks at the LHC
- Title（参考訳）: LHCにおけるトップクォークとの絡み合いと量子トモグラフィー
- Authors: Yoav Afik, Juan Ram\'on Mu\~noz de Nova
- Abstract要約: 絡み合いは量子力学における中心的な主題である。
LHCにおけるトップ・アンチトップ・クォーク対のスピン間の絡み合いの検出を提案する。
本研究は,トップアンティトップ対の崩壊によるレプトン間の角分離を直接測定することにより,絡み合いが観察可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Entanglement is a central subject in quantum mechanics. Due to its genuine
relativistic behavior and fundamental nature, high-energy colliders are
attractive systems for the experimental study of fundamental aspects of quantum
mechanics. We propose the detection of entanglement between the spins of
top-antitop-quark pairs at the LHC, representing the first proposal of
entanglement detection in a pair of quarks, and also the entanglement
observation at the highest energy scale so far. We show that entanglement can
be observed by direct measurement of the angular separation between the leptons
arising from the decay of the top-antitop pair. The detection can be achieved
with high statistical significance, using the current data recorded during Run
2 at the LHC. In addition, we develop a simple protocol for the quantum
tomography of the top-antitop pair. This experimental technique reconstructs
the quantum state of the system, providing a new experimental tool to test
theoretical predictions. Our work explicitly implements canonical experimental
techniques in quantum information in a two-qubit high-energy system, paving the
way to use high-energy colliders to also study quantum information aspects.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いは量子力学の中心的な主題である。
真の相対論的挙動と基本的性質のため、高エネルギー衝突器は量子力学の基礎的な側面を実験的に研究するための魅力的なシステムである。
本研究では,一対のクォークにおける絡み検出の最初の提案として,LHCにおけるトップ・アンティトップ・クォーク対のスピン間の絡み検出と,これまでで最も高いエネルギースケールでの絡み観測を提案する。
その結果, 頂点対の崩壊から生じるレプトン間の角分離の直接測定により, 絡み合いが観察できることがわかった。
検出は、LHCのRun 2中に記録された現在のデータを使用して、高い統計的重要性で達成できる。
さらに,トップアンチトップ対の量子トモグラフィーのための簡易なプロトコルを開発した。
この実験手法はシステムの量子状態を再構成し、理論予測をテストするための新しい実験ツールを提供する。
我々の研究は、2ビットの高エネルギーシステムにおいて量子情報の標準的実験手法を明示的に実装し、高エネルギーの衝突子を使って量子情報の側面も研究している。
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