利用 $t\bar{t}$ 生产中的量子纠缠消除新物理
高能物理 - 唯象学
2026-04-24 v1 高能物理 - 理论
摘要
我们研究了在未来 lepton 碰撞器（如国际线性协振器 (ILC) 和多TeV 负μ子碰撞器）中进行的顶夸克对生产过程中的量子纠缠和 Bell 不等式违背现象。在标准模型 (SM) 中，该过程通过 通道 和 交换进行，具有特征性的自旋相关模式，这些模式编码了相当数量的纠缠。随后我们检查了这些特征在几种受欢迎的 SM 扩展中的修改情况：(i) 一种中性标量介子通过 Yukawa 相互作用耦合带电夸克和顶夸克，作为额外的 通道交换贡献；(ii) 最小化的 模型，引入一种新中性规范玻色子 向量耦合到 SM 夸克；(iii) 一种Randall-Sundrum 场景，其中来自扭曲额外维度产生的大质量 Kaluza-Klein 引力子交换导致额外的自旋相关相互作用。对于所有情况，我们评估了量子信息可观测量，包括纠缠标记、concurrence 以及 maximal Clauser-Horne-Shimony-Holt 参数，并研究了其对中心-of-mass 能量、散射角和模型参数的依赖性。我们发现，相对于 SM 的预期，标量介子场景中纠缠通常会降低，而在 和 Randall-Sundrum 情况下，在具有现实意义的参数空间中可引起显著偏离。这些结果表明，量子信息可观测量作为探测未来 lepton 碰撞器中新中性相互作用和额外维度动力学的灵敏探针具有潜在价值。
关键词
引用
@article{arxiv.2604.21332,
title = {Disentangling new physics with quantum entanglement in $t\bar{t}$ production at future lepton colliders},
author = {Masato Arai and Kentarou Mawatari and Nobuchika Okada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.21332},
year = {2026}
}
备注
23 pages, 25 figures