量子电动力学中的纠缠与散射：来自纠缠旁观粒子的 S 矩阵信息

我们考虑一个涉及两个半自旋费米子 $A$ 和 $B$ 的一般量子场相对论散射，它们初始时与另一个不参与散射动力学的费米子 $C$ 纠缠。针对一般三方自旋纠缠态，我们构造了出态约化自旋矩阵的一般表达式。特别地，我们研究了一个树级非弹性 QED 过程，即 $e^-e^+\rightarrow \mu^- \mu^+$，以及一个半自旋费米子 $C$ 作为旁观粒子，它可以通过以下方式与 $AB$ 系统纠缠：W 态、GHZ 态、$|\text{A}^\alpha \rangle \otimes |\Psi^{\pm} \rangle_{\text{BC}}$ 和 $|\text{A}^\alpha \rangle \otimes |\Phi^{\pm} \rangle_{\text{BC}}$，其中 $\{|\Psi^{\pm} \rangle,|\Phi^{\pm} \rangle\}$ 是贝尔基态，$|\text{A}^\alpha \rangle$ 是系统 $A$ 的自旋叠加态。我们计算了粒子 $C$ 在散射前后的冯·诺依曼熵变，并表明对 $C$ 的自旋测量包含关于该过程总截面的数值信息。我们比较了初始态 W 和 GHZ，并研究了参数 $\alpha$ 在熵变评估以及编码于旁观粒子中的截面中所起的作用。