顶夸克反子事件中纠缠与 Bell 不等式违背的优化

在对撞机中产生的上下夸克对具有相关自旋。这些自旋构成一种量子态，可表现出纠缠和违反 Bell 不等式。在现实的对撞机实验中，大多数分析允许轴向以及洛伦兹系框架按事件逐个变化，从而引入基于事件相关基准选择的依赖性，我们采用“虚构态”，而非真正的量子态。虚构态的基准依赖性允许进行优化程序，这使得使用虚构态在测量纠缠和 Bell 不等式违背方面具有优势。在本文中，我们从分析上表明，使自旋自旋相关性对角化的基准对于最大化自旋相关性、纠缠和 Bell 不等式违背是最优的。我们指出，最优基准在 $t\bar t$ 生产阈值附近大致等同于固定束流基准（或旋转束流基准），而在阈值之上则趋近于旋道基准。使用该基准，我们报告了在 LHC 和未来 $e^+e^-$ 对撞机中观测 $t\bar t$ 事件纠缠和 Bell 不等式违背的灵敏度。由于观测 Bell 不等式违背在实验上似乎相当具有挑战性，需要大量数据才能在对撞机实验中实现，选择最优基准对于观测 Bell 不等式违背至关重要。我们的方法和一般方法同样适用于 $t \bar t$ 之外的其他系统，包括标准模型之外的相互作用。