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量子纠缠本质性于量子:LHC的ZZ生产

高能物理 - 唯象学 2025-12-24 v3 高能物理 - 实验 量子物理

摘要

双粒子系统的偏振和自旋关联是精密测试和新物理搜索的强大工具。最近,通过量子信息的视角(例如检查双粒子系统是否存在纠缠)对这些可观测量进行解释,为这些研究引入了新的维度。我们分析了ppe+eμ+μpp\to e^+e^-\mu^+\mu^-he+eμ+μh\to e^+e^-\mu^+\mu^-过程中的角度系数,纳入了更高阶的QCD和电弱修正。基于自旋密度矩阵的基本性质,我们评估了两种qutrit解释在辐射效应下的稳定性。对于ppe+eμ+μpp\to e^+e^-\mu^+\mu^-过程,NLO QCD修正保留了两种qutrit结构,但削弱了纠缠指示器,这种效应可以通过喷管分箱部分缓解。相反,电弱修正引入了不可约分的贡献,修改了系统的量子属性。虽然这些效应可以通过选择双共振ZZZZ结构的事件来大大削弱,但对于希洛瓦衰变,这种运动学特征不可用。在he+eμ+μh\to e^+e^-\mu^+\mu^-通道中,单共振NLO电弱修正显著扭曲角度系数,挑战了将这些事件描述为两种qutrit系统的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.12125,
  title  = {Quantum Entanglement is Quantum: ZZ Production at the LHC},
  author = {Dorival Gonçalves and Ajay Kaladharan and Frank Krauss and Alberto Navarro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12125},
  year   = {2025}
}

备注

37 pages, 14 figures, 9 tables. Updated to match the published version