論文の概要: Quantum Entanglement without Spin-Analyzing Power Dependence at the Colliders

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.08031v1
• Date: Thu, 09 Oct 2025 10:10:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 17:54:15.003676
• Title: Quantum Entanglement without Spin-Analyzing Power Dependence at the Colliders
• Title（参考訳）: 衝突子におけるスピン解析パワー依存のない量子絡み合い
• Authors: Junle Pei, Tianjun Li, Lina Wu, Xiqing Hao, Xiaochuan Wang,
• Abstract要約: スピン解析能力に依存しない衝突子における量子絡みについて検討する。 衝突機で発生するフェルミオン対の量子絡み合いは角情報のみを用いて証明できるかどうかを検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.031184371571695
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the quantum entanglement at the colliders which is independent of the spin-analyzing powers. Taking $\Lambda(\to p\pi^-)\bar{\Lambda}(\to \bar{p}\pi^+)$ as an example, we investigate whether quantum entanglement in fermion pairs produced at colliders can be certified by using only angular information from final-state decays, while remaining independent of the parity-violating decay parameters $\alpha_\Lambda$ and $\alpha_{\bar{\Lambda}}$. Building on a general decomposition of any angular observable in terms of Wigner d-functions, we show that the expectation value must take the form $\mathcal{O}_0+\mathcal{O}_1\alpha_\Lambda+\mathcal{O}_2\alpha_{\bar{\Lambda}}+\mathcal{O}_3\alpha_\Lambda\alpha_{\bar{\Lambda}}$, with coefficients $\mathcal{O}_i$ ($i=0,1,2,3$) linear in the spin-density matrix elements $\alpha_{k,j}\alpha^*_{m,n}$. We obtain the value ranges of observables over the general and separable spaces of $\alpha_{k,j}$, and demonstrate a sufficient entanglement condition for pure states, extending it to mixed states by convexity. In constructing an $\alpha_\Lambda$- and $\alpha_{\bar{\Lambda}}$-independent witness from angular observables alone, we find that there are obstacles to probe quantum entanglement via the inequality-type and ratio-type ways. Finally, we present the successful constructions with additional spin information: for the process of $e^+e^-\to J/\Psi\to \Lambda\bar{\Lambda}$ at $e^+ e^-$ collider, independent spin information provided by beam-axis selection enables the construction of normalized observables $f_i~(i=1,2)$ that are insensitive to $\alpha_\Lambda$ and $\alpha_{\bar{\Lambda}}$; if their measured values lie in $\left[-1,-\tfrac{1}{2}\right)\cup\left(\tfrac{1}{2},1\right]$, entanglement is certified, irrespective of purity or mixedness.
• Abstract（参考訳）: スピン解析能力に依存しない衝突子における量子絡みについて検討する。 例えば、$\Lambda(\to p\pi^-)\bar{\Lambda}(\to \bar{p}\pi^+)$とすると、衝突子で生成するフェルミオン対の量子絡み合いは、最終状態崩壊からの角情報のみを用いて証明できるが、パリティに反する崩壊パラメータ $\alpha_\Lambda$ と $\alpha_{\bar{\Lambda}}$ は独立である。 ウィグナー d-函数の任意の角可観測関数の一般分解に基づいて、期待値は $\mathcal{O}_0+\mathcal{O}_1\alpha_\Lambda+\mathcal{O}_2\alpha_{\bar{\Lambda}}+\mathcal{O}_3\alpha_\Lambda\alpha_{\bar{\Lambda}}$, 係数 $\mathcal{O}_i$$$i=0,1,2,3$ をスピン密度行列要素 $\alpha_{k,j}\alpha^*_{m,n}$ で表わさなければならないことを示す。 一般および分離可能空間上の可観測物の値範囲を$\alpha_{k,j}$ とし、純状態に対する十分な絡み合い条件を示し、凸性により混合状態に拡張する。 $\alpha_\Lambda$-および$\alpha_{\bar{\Lambda}}$-independent witness from angular observables, we found to probe quantum entanglement through the inequality-type and ratio-type way。 e^+e^-\to J/\Psi\to \Lambda\bar{\Lambda}$ at $e^+ e^-$ collider, ビーム軸選択によって提供される独立スピン情報により、正規化可観測値 $f_i~(i=1,2)$ が$\alpha_\Lambda$ および $\alpha_{\bar{\Lambda}}$ に無関心であるような構成が可能になる。

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