中微子振荡中的波粒二象性与纠缠

我们在量子信息论框架下研究三味中微子振荡中的波-粒子-纠缠互补性。将中微子味演化视为开放量子系统并明确考虑探测器-传播关联，我们将传统的波-粒子对偶关系扩展为涉及可预测性、可见度和纠缠的三元互补关系。利用约化密度矩阵和I-纠缠度作为纠缠的定量度量，我们证明系统的总信息含量满足关系$\mathcal{P}^2 + \mathcal{V}^2 + \mathcal{E}^2 = 1$。虽然可预测性和可见度表现出预期的互补行为，但我们表明纠缠编码了可见度单独无法捕获的额外波动性信息。我们将我们的形式化方法应用于真实的远距离基线中微子实验，即DUNE和T2K，发现，在第一次振荡极大值处，通过可预测性和纠缠的联合测量，可以同时表征中微子的粒子性和波动性。我们的结果为中微子振荡提供了统一的操作性解释，并强调了量子关联在将波-粒子对偶性扩展到多体系统中的作用。