顶夸克对中量子关联层次结构的实验表征

大型强子对撞机的最新结果利用自旋自由度展示了顶夸克-反顶夸克对的量子纠缠。基于CMS合作组在螺旋度和束流基下进行的顶夸克和反顶夸克自旋密度矩阵的双微分测量，我们评估了一组量子可观测量，包括失谐、操控性、贝尔关联和魔法。这些可观测量允许对顶夸克-反顶夸克系统中存在的量子关联进行定量表征，从而能够根据量子态及其性质解释对撞机数据。在相空间的几个区域中，观察到失谐大于零，显著性超过5个标准差（$\sigma$），其中一些区域对应于可分离的量子态。首次在高能系统中建立了操控性的证据，显著性超过3$\sigma$。在当前探测的相空间内未观察到贝尔关联，这与理论预测一致。这些结果实验上证实了顶夸克中量子关联的层次结构，其中失谐是最基本的量子关联形式，其次是纠缠、操控性和贝尔关联。非零魔法的显著性（它是量子关联层次结构的互补可观测量）在相空间的几个区域中超过5$\sigma$。