論文の概要: Experimental characterization of the hierarchy of quantum correlations in top quark pairs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.15115v1
- Date: Mon, 16 Feb 2026 19:00:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-18 16:03:17.87504
- Title: Experimental characterization of the hierarchy of quantum correlations in top quark pairs
- Title（参考訳）: トップクォーク対における量子相関の階層構造に関する実験的研究
- Authors: Yoav Afik, Regina Demina, Alan Herrera, Otto Hindrichs, Juan Ramón Muñoz de Nova, Baptiste Ravina,
- Abstract要約: 我々は,不協和,ステアリング,ベル相関,マジックなど,量子オブザーバブルの集合を評価する。
これらのオブザーバブルは、トップクォーク-反クォーク系に存在する量子相関の定量的評価を可能にする。
- 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: Recent results from the Large Hadron Collider have demonstrated quantum entanglement of top quark-antiquark pairs using the spin degree of freedom. Based on the doubly differential measurement of the spin density matrix of the top quark and antiquark performed by the CMS collaboration in the helicity and beam bases, we evaluate a set of quantum observables, including discord, steering, Bell correlation, and magic. These observables allow for a quantitative characterization of the quantum correlations present in a top quark--antiquark system, thus enabling an interpretation of collider data in terms of quantum states and their properties. Discord is observed to be greater than zero with a significance of more than 5 standard deviations ($σ$). Evidence for steering is found with a significance of more than 3$σ$. This is the first evidence for steering, and the first observation of discord in a high-energy system. No Bell correlation is observed within the currently probed phase space, in agreement with the theoretical prediction. These results experimentally corroborate the full hierarchy of quantum correlations in top quarks with discord being the most basic form of quantum correlation, followed by entanglement, steering and Bell correlation. The significance of nonzero magic, which is a complementary observable to the quantum-correlation hierarchy, is found to exceed 5$σ$ in several regions of phase space.
- Abstract（参考訳）: 大型ハドロン衝突型加速器による最近の研究は、スピン度自由度を用いて、トップクォーク-反クォーク対の量子絡み合いを実証している。
ヘリシティとビームベースにおけるCMSの協調によるトップクォークと古クォークのスピン密度行列の2倍の差分測定に基づいて,不協和,ステアリング,ベル相関,マジックを含む量子観測値のセットを評価した。
これらのオブザーバブルは、トップクォーク-反クォーク系に存在する量子相関の定量的評価を可能にし、量子状態とその性質の観点からコライダーデータの解釈を可能にする。
Discord は 0 よりも大きく、5 以上の標準偏差 (σ$) を持つ。
ステアリングの証拠は、3$σ$以上の意味を持つ。
これは操舵の最初の証拠であり、高エネルギー系における不協和の観測としては初めてのものである。
現在探索されている位相空間内では、理論的な予測と一致してベル相関は観測されない。
これらの結果は、量子相関の最も基本的な形式である、トップクォークにおける量子相関の完全な階層と、絡み合い、ステアリング、ベル相関とを実験的に相関させる。
量子相関階層を補完的に観測できる非ゼロ魔法の重要性は、位相空間のいくつかの領域において 5$σ$ を超える。
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