亚核子尺度下的 EPR 佯谬与量子纠缠

1935 年，在一篇题为《量子力学对物理实在的描述能否被认为是完备的？》的论文中，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）提出了量子理论的一个明显佯谬。他们考虑两个最初允许相互作用、随后被分离的量子系统。对一个系统进行的物理可观测量测量必然对另一个系统的共轭可观测量产生即时影响——即使这些系统处于因果断开状态！作者将此视为量子力学不一致性的明确指示。在 Bjorken、Feynman 和 Gribov 提出的核子部分子模型中，部分子（夸克和胶子）被外部硬探针视为相互独立的。标准论证是，在boost至无限动量帧的核子内部，被虚光子（虚度 Q）探测的部分子在硬相互作用期间与核子其余部分因果断开。然而，由于色禁闭，部分子与核子其余部分必须形成色单态，因而必须处于强关联量子态——我们由此在亚核子尺度上遭遇 EPR 佯谬。本文中，我们基于部分子的量子纠缠提出该佯谬的一种解决方式。我们设计了一项纠缠的实验检验，并利用大型强子对撞机（LHC）的质子-质子碰撞数据予以实施。我们的结果提供了亚核子尺度上量子纠缠的强直接证据。