在对撞机上探测顶偶素形成中的攸秒量子动力学

顶偶素（顶夸克和反顶夸克的束缚态）的形成提供了一个前所未有的系统，用于研究超短时间尺度上的量子态动力学。我们探索了这一过程的两种不同的唯象描述：一种强调产生时量子叠加作用的“类波”情景，以及一种由相对论因果性支配有限形成时间的“类粒子”情景。两种描述都与相对论量子场论原理兼容。我们提出利用顶夸克的内在寿命（$\tau_t \sim 5.02 \times 10^{-25}$秒）作为量子计时器来区分这些情景。我们在未来轻子对撞机（CEPC/FCC-ee）上，在$\sqrt{s} = 343$ GeV附近模拟了截面比$R_b = \sigma(e^+e^- \to b\bar{b})/\sum_q \sigma(e^+e^- \to q\bar{q})$（$q = u,d,s,c,b$）。这些不同的情景产生了可观测的$R_b$分布，使得利用1500 fb$^{-1}$的数据能够实现$>5\sigma$的区分度。初步的LHC数据提供了独立的$2$-$3\sigma$支持。该框架建立了一种基于对撞机的方法，以攸秒（$10^{-24}$秒）分辨率探索粒子产生中的时间相关量子现象。