論文の概要: Tests of quantum contextuality in particle physics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.12382v1
- Date: Wed, 16 Apr 2025 18:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-26 02:57:59.397694
- Title: Tests of quantum contextuality in particle physics
- Title（参考訳）: 素粒子物理学における量子テクスチュアリティのテスト
- Authors: M. Fabbrichesi, R. Floreanini, E. Gabrielli, L. Marzola,
- Abstract要約: 量子文脈性(Quantum contextuality)とは、あらかじめ定義された本質的な値を物理的性質に割り当てることができないことを指す。
衝突機で生成する単一スピン-1大粒子の偏極状態は、文脈性をテストするのに理想的な設定である。
スピン粒子によって形成される二部晶系のスピン状態における量子的文脈性の存在について論じる。
- 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: Quantum contextuality refers to the impossibility of assigning a predefined, intrinsic value to a physical property of a system independently of the context in which the property is measured. It is, perhaps, the most fundamental feature of quantum mechanics. The many states with different spin that particle physics provides are the ideal setting for testing contextuality. We verify that the polarization states of single spin-1 massive particles produced at colliders are contextual. We test $W^{+}$ gauge bosons produced in top-quark decays, $J/\psi$ and $K^{*}(892)^0$ mesons in $B$-meson decays and $\phi$ mesons in $\chi^0_c$ and $\chi^1_c$ charmonium decays by reinterpreting the data and the analyses of the ATLAS, LHCb, Belle II and BESIII experimental collaborations, respectively. The polarization states of these four particles show contextuality with a significance larger than $5\sigma$. We also discuss the presence of quantum contextuality in spin states of bipartite systems formed by spin-1/2 particles. We test $\Lambda$ and $\Sigma$ baryons reinterpreting two BESIII data analyses, and pairs of top quarks utilizing a recent analysis of the CMS collaboration. Quantum contextuality is present with a significance exceeding $5\sigma$ also in these cases. In addition, we study the feasibility of testing quantum contextuality by means of $Z$ boson production in association with the Higgs boson, $Z$ and $W$ bosons pairs created in Higgs boson decays and with pairs of $\tau$ leptons. For the latter, we use Monte Carlo simulations that mimic the settings of SuperKEKB and of future lepton colliders. Experiments at high energies, though not designed for the purpose, perform surprisingly well in testing for quantum contextuality.
- Abstract（参考訳）: 量子文脈性 (quantum contextuality) とは、その性質が測定される文脈とは無関係に、あらかじめ定義された本質的な値をシステムの物理的性質に割り当てることができないことを指す。
これはおそらく、量子力学の最も基本的な特徴である。
粒子物理学が提供する異なるスピンを持つ多くの状態は、文脈性をテストするのに理想的な設定である。
衝突機で生成する単一スピン-1大粒子の偏極状態が文脈的であることを検証した。
We test $W^{+}$ gauge bosons produced in top-quark decays, $J/\psi$ and $K^{*}(892)^0$ mesons in $B$-meson decays and $\phi$ mesons in $\chi^0_c$ and $\chi^1_c$ charmonium decays by reprepregraming the data and the analysis of ATLAS, LHCb, Belle II and BESIII experimental collaborations。
これら4つの粒子の分極状態は5\sigma$よりも大きな意味を持つ文脈性を示す。
また、スピン-1/2粒子によって形成される二部晶系のスピン状態における量子的文脈性の存在についても論じる。
我々は2つのBESIIIデータ分析を再解釈する$\Lambda$と$\Sigma$バリオンと、CMSコラボレーションの最近の分析を利用したトップクォークのペアをテストする。
量子文脈性は、これらの場合も5\sigma$以上の意味を持つ。
さらに,ヒッグス粒子のボソン生成と結合した$Z$ボソン生成と,ヒッグス粒子崩壊で生成した$Z$および$W$ボソン対,および$\tau$レプトンのペアを用いて量子テクスチュアリティをテストすることの実現可能性について検討した。
後者では,SuperKEKBと将来のレプトン衝突器の設定を模倣したモンテカルロシミュレーションを用いる。
高エネルギーでの実験は、目的のために設計されていないが、量子テクスチュアリティのテストでは驚くほどうまく機能する。
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