論文の概要: Quantum properties of heavy-fermion pairs at a lepton collider with polarised beams

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.09558v1
• Date: Wed, 14 Jan 2026 15:28:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-15 18:59:20.448135
• Title: Quantum properties of heavy-fermion pairs at a lepton collider with polarised beams
• Title（参考訳）: 偏光ビームを持つレプトンコライダーにおける重フェルミオン対の量子的性質
• Authors: Mohammad Mahdi Altakach, Priyanka Lamba, Fabio Maltoni, Kazuki Sakurai,
• Abstract要約: 偏光ビームとのレプトン-レプトン衝突で発生する$tbar t$や$+-$のような重フェルミオン対の量子的性質について検討する。 スピン相関、絡み合い、ベル不等式違反、および純度や魔法のような理論的な測度に着目し、ビーム偏光がスピン密度行列の構造をどのように形成するかを分析する。
• 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: We investigate the quantum properties of heavy-fermion pairs, such as $t\bar t$ or $τ^+τ^-$, produced in lepton-lepton collisions with polarised beams. Focusing on spin correlations, entanglement, Bell-inequality violation, and quantum-information--theoretic measures such as purity and magic, we analyse how beam polarisation shapes the structure of the spin-density matrix. We derive analytic expressions for a wide range of helicity configurations, including both Standard Model contributions and generic new-physics effects parametrised by scalar, vector, and tensor four-fermion operators within an effective field theory framework. We show that beam polarisation unlocks a substantially richer set of spin configurations and significantly enhances sensitivity to non-standard interactions. As a phenomenological application, we study $t\bar t$ production at a future linear collider and demonstrate that quantum observables provide a comprehensive and complementary probe of top-quark interactions and stronger constraints on the scale of new physics.
• Abstract（参考訳）: 偏光ビームによるレプトン-レプトン衝突において生じる重いフェルミオン対の量子的性質を,$t\bar t$ や $τ^+τ^-$ などを用いて検討した。 スピン相関、絡み合い、ベル不等式違反、および純度や魔法のような理論的な測度に着目し、ビーム偏光がスピン密度行列の構造をどのように形成するかを分析する。 実効場理論フレームワークにおいて,スカラー,ベクトル,テンソル4フェルミオン演算子によってパラメトリされた標準モデル寄与と一般新物理効果を含む多種多様なヘリシティ構成の解析式を導出する。 ビーム偏光はスピン配置のかなりリッチなセットを解き、非標準相互作用に対する感度を著しく向上させることを示す。 現象学的な応用として、将来の線形コライダーでの$t\bar t$生産について研究し、量子オブザーバブルがトップクォーク相互作用の包括的かつ補完的なプローブと新しい物理学のスケールに対する強い制約を提供することを示した。

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