論文の概要: Decoherence in high energy collisions as renormalization group flow
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.13951v1
- Date: Wed, 15 Oct 2025 18:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-17 21:15:14.559794
- Title: Decoherence in high energy collisions as renormalization group flow
- Title（参考訳）: 再正規化群流としての高エネルギー衝突におけるデコヒーレンス
- Authors: Jiayin Gu, Shi-Jia Lin, Ding Yu Shao, Lian-Tao Wang, Si-Xiang Yang,
- Abstract要約: ソフトコリニア有効理論とオープン量子システム技術を組み合わせることで、最終状態放射からのスピンデコヒーレンスを計算する枠組みを提案する。
最終状態スピン密度行列の再正規化群(RG)の進化は、時間ではなく、RGフローパラメータが量子情報のマルコフ的損失を引き起こす量子チャネルを構成することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4077787659104315
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The unification of quantum information science and collider physics is opening a new frontier in high-energy experiments, making a systematic understanding of decoherence a critical challenge. We present a framework to systematically compute spin decoherence from final-state radiation by combining soft-collinear effective theory and open quantum system techniques. We demonstrate that the renormalization group (RG) evolution of the final-state spin density matrix constitutes a quantum channel, where the RG flow parameter, rather than time, drives a Markovian loss of quantum information. Our approach incorporates explicit detector resolution parameters, allowing a direct connection between experimental capabilities and the preservation of quantum coherence. Applying this formalism to a fermion pair ($f\bar{f}$) in the high-energy limit with QED-like final-state radiation, we provide the first systematically RG-improved prediction for decoherence as a function of experimental resolution, revealing the underlying decoherence mechanism to be a phase-flip channel. This work establishes an essential theoretical tool for future precision measurements of quantum phenomena in high-energy collisions and offers a new perspective on the interplay between RG flow and decoherence of open quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 量子情報科学とコライダー物理学の統合は、高エネルギーの実験において新たなフロンティアを開き、デコヒーレンスの体系的な理解が重要な課題となっている。
本稿では,ソフトコリニア有効理論とオープン量子システム技術を組み合わせて,最終状態放射からのスピンデコヒーレンスを体系的に計算する枠組みを提案する。
最終状態スピン密度行列の再正規化群(RG)の進化は、時間ではなく、RGフローパラメータが量子情報のマルコフ的損失を引き起こす量子チャネルを構成することを示した。
提案手法は,実験能力と量子コヒーレンス保存の直接的な接続を可能にする,明確な検出器分解パラメータを組み込んだものである。
この形式をQEDのような最終状態放射を伴う高エネルギー極限におけるフェルミオン対(f\bar{f}$)に適用することにより、実験分解の関数としてデコヒーレンスを体系的に改善した最初の非コヒーレンス予測を行い、基礎となるデコヒーレンス機構を位相フリップチャネルとして明らかにする。
この研究は、高エネルギー衝突における量子現象の将来の精密測定のための重要な理論ツールを確立し、RGフローとオープン量子系のデコヒーレンスとの相互作用の新しい視点を提供する。
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