极化靶上 $\pi^- p \to \pi^- \pi^+ n$ 介子产生过程中从纯态到混合态演化的证据及其物理解释

1982 年，霍金提出时空度规的量子涨落将在任意能量的粒子相互作用中诱导从纯初态到混合末态的非幺正演化。这一假设可以利用现有的 CERN 数据在 17.2 GeV/c 能量下对极化靶上的 $\pi^- p \to \pi^- \pi^+ n$ 过程进行测试。末态的纯度由反冲核子极化的纯度控制。我们发展了一种自旋形式体系，用于计算两种特定纯初态下的反冲核子极化表达式。通过对反冲核子极化施加纯度条件，我们得到了对振幅的约束条件，这些条件在 CERN 数据的大 $t$ 区域被模型无关的振幅分析所违反。我们得出结论：在 $\pi^- p \to \pi^- \pi^+ n$ 过程中，纯态可以演化为混合态。在量子理论中，这种非幺正演化发生在与环境影响相互作用的开放量子系统中。我们提供了证据，支持将介子产生过程视为与量子环境相互作用的开放量子系统的观点。观测到的过程是时间不可逆的，并违反了 CPT 对称性。