横向极化 $e^-e^+$ 碰撞中fermion 对的自旋关联与量子纠缠

我们系统性地研究了横向极化电子-正电子碰撞中的自旋关联与量子纠缠。我们发现，$s$ 频道 QED 过程 $e^-e^+\to f\bar f$ 在初始束流横向极化时，可在整个相位空间内产生最大纠缠态，而量子魔术在不同相位空间点上对最大纠缠贝尔态有所不同。对于弱相互作用过程，最终状态的自旋配置取决于手性耦合，纠缠程度也受横向极化的显著增强，如同 QED 过程一样。对于带有额外 $t$ 频道贡献的 Bhabha 散射，横向极化仍会增加最终状态的纠缠程度，尽管存在一定的稀释效应。最终自旋状态对横向极化的敏感依赖使得束流极化成为高能碰撞实验中生成和控制量子纠缠的强大工具，为高能碰撞实验中的量子信息研究开辟了新的机遇。