論文の概要: When the Machine Chimes the Bell: Entanglement and Bell Inequalities with Boosted $t\bar{t}$

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.07075v2
• Date: Mon, 29 Jan 2024 21:08:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-31 19:42:40.042711
• Title: When the Machine Chimes the Bell: Entanglement and Bell Inequalities with Boosted $t\bar{t}$
• Title（参考訳）: 機械がベルを鳴らすと: 絡み合いとベルの不等式は$t\bar{t}$となる。
• Authors: Zhongtian Dong, Dorival Gon\c{c}alves, Kyoungchul Kong, Alberto Navarro
• Abstract要約: 2量子ビットの系を表すトップクォーク対生成の量子相関について検討する。 2つの因果的に切断されたトップクォークの空間的な分離要件は、相対論的に互いに離れて飛行する必要がある。 絡み合いは、既存のデータで既に5sigma$以上のレベルで観測できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.188406620942066
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Large Hadron Collider provides a unique opportunity to study quantum entanglement and violation of Bell inequalities at the highest energy available today. In this paper, we will investigate these quantum correlations with top quark pair production, which represents a system of two-qubits. The spacelike separation requirement for the two causally disconnected top quarks requires they fly relativistically away from each other, which motivates the use of the boosted top-tagging with the semi-leptonic top pair channel. Although measuring the spin polarization of the hadronic top quark is known to be challenging, our study indicates that it is feasible to reconstruct the spin density matrix of the two-qubit system using an optimal hadronic polarimeter. This is achieved with the aid of jet substructure techniques and NN-inspired reconstruction methods, which improve the mapping between subjets and quarks. We find that entanglement can already be observed at more than $5\sigma$ level with existing data, and violation of Bell inequalities may be probed above 4$\sigma$ level at the HL-LHC with 3 ab$^{-1}$ of data.
• Abstract（参考訳）: 大型ハドロン衝突型加速器は、今日利用可能な最高エネルギーでベルの不平等の量子絡み合いと違反を研究するユニークな機会を提供する。 本稿では、2量子ビットの系を表すトップクォーク対生成とこれらの量子相関について検討する。 2つの因果的に切断されたトップクォークの空間的な分離要件は、相対論的に互いに離れて飛行することであり、これは半レプトニックのトップペアチャネルで強化されたトップタグの使用を動機付けている。 ハドロントップクォークのスピン偏光測定は困難であることが知られているが、最適ハドロン偏光度計を用いて2量子系のスピン密度行列を再構成することは可能である。 これは、サブジェットとクォークのマッピングを改善するため、ジェットサブ構造技術とNNインスパイアされた再構成手法によって達成される。 既存のデータでは、エンタングルメントが既に5ドル以上で観測でき、ベルの不等式違反はhl-lhcにおいて3ab$^{-1}$のデータで4$\sigma$レベル以上で調査することができる。

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