在 LHC 上观测 HWW 中量子纠缠的假设检验
高能物理 - 实验
2026-05-20 v1
摘要
我们提出了一种新颖的实验策略，用于在大型强子对撞机（LHC）上检验希格斯玻色子衰变至 W 玻色子对中的量子纠缠。与依赖贝尔算符期望值的理论方法不同，后者对离群值和探测器效应高度敏感，我们引入了 CGLMP 不等式的连续形式，使得纠缠态和可分离态之间能够进行标准的假设检验。为了克服在 通道中重建不可见中微子动量的根本挑战，我们采用了条件去噪扩散概率模型（cDDPM），该模型提供了无偏的多维反卷积，适用于包括背景在内的完整测量数据集。我们通过 RooFit 中实现的轮廓似然假设检验，将基于扩散的重建方法与解析方法进行了评估，并完整传播了来自背景归一化和反卷积形状的系统不确定性。我们的结果表明，基于扩散的方法能够在真实的碰撞环境中实现稳健的量子纠缠假设检验，预计在约 555 fb 积分亮度下可获得 3 的量子纠缠证据，并在 1600 fb 时超过 5，这完全在 HL-LHC 亮度目标的预期范围内。
引用
@article{arxiv.2605.19754,
title = {Hypothesis Tests for Observing Quantum Entanglement in HWW at the LHC},
author = {Vincent Alexander Croft and Lennart Voelz and Andrii Vak and Andre Sopczak and Carsten Burgard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.19754},
year = {2026}
}