論文の概要: Temporal Incompatibility of Quantum Superposition and Relativistic Causality in Toponium Formation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.05703v1
• Date: Tue, 08 Jul 2025 06:27:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-09 16:34:37.642549
• Title: Temporal Incompatibility of Quantum Superposition and Relativistic Causality in Toponium Formation
• Title（参考訳）: トポニウム生成における量子重ね合わせの時間的不整合性と相対論的因果性
• Authors: Chang Xiong, Yu-Jie Zhang,
• Abstract要約: ウェーブライクおよびパーティクルライクなシナリオはR_b$プロファイルを区別し、1500 fb$-1$のデータで$>5sigma$の識別を可能にする。 このフレームワークは、yctosecond (10-24$ s) の解像度で量子状態形成のarベースのプローブを確立し、波動関数の崩壊と相対論的量子情報に関する新たな洞察を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.956487888607564
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Wave-particle duality, a cornerstone of quantum mechanics, faces a stringent test in toponium formation. Quantum superposition predicts instantaneous projection into bound states upon top quark pair creation, while relativistic causality requires a finite formation time of $\sim n^3 \times 10^{-25}$ s for the $nS$ states. This temporal conflict challenges the coexistence of wavelike and particlelike behavior at ultrashort timescales. Exploiting the top quark's intrinsic lifetime ($\tau_t \sim 5 \times 10^{-25}$ s) as a quantum chronometer, we simulate the cross-section ratio $R_b = \sigma(e^+e^- \to b\bar{b})/\sum_q \sigma(e^+e^- \to q\bar{q})$ ($q = u,d,s,c,b$) near $\sqrt{s} = 343$ GeV at future lepton colliders (CEPC/FCC-ee). Wavelike and particlelike scenarios yield distinct $R_b$ profiles, enabling $>5\sigma$ discrimination with 1500 fb$^{-1}$ of data. Preliminary LHC data provide independent $2$--$3\sigma$ support. This framework establishes a collider-based probe of quantum state formation with yoctosecond ($10^{-24}$ s) resolution, offering new insight into wavefunction collapse and relativistic quantum information.
• Abstract（参考訳）: 量子力学の基盤である波動-粒子双対性は、トポニウム形成における厳密な試験に直面している。 量子重ね合わせは、トップクォーク対の生成時に有界状態への即時射影を予測するが、相対論的因果性は$nS$状態に対して$\sim n^3 \times 10^{-25}$ s の有限生成時間を必要とする。 この時間的対立は、超短時間スケールでの波状および粒子状挙動の共存に挑戦する。 R_b = \sigma(e^+e^- \to b\bar{b})/\sum_q \sigma(e^+e^- \to q\bar{q})$$$q = u,d,s,c,b$) near $\sqrt{s} = 343$ GeV at future leptonliders (CEPC/FCC-ee)。 ウェーブライクおよびパーティクルライクなシナリオはR_b$プロファイルを区別し、1500 fb$^{-1}$のデータで$>5\sigma$判別を可能にする。 予備的なLHCデータは独立した$2-$3\sigma$サポートを提供する。 このフレームワークは、脈波崩壊と相対論的量子情報に関する新たな洞察を提供する、ヨクト秒(10-24}$ s)分解によるコライダーに基づく量子状態形成のプローブを確立する。

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