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QCD 中顶夸克的量子信息
顶夸克代表着独特的高能系统，因为它们的自旋关联可以被测量，从而允许用高能对撞机中的量子比特来研究量子力学的基本方面。这里，我们给出了通过高能对撞机中的量子色动力学 (QCD) 产生的顶-反顶 (t¯t) 夸克对的量子态的一般框架。我们认为，一般来说，在对撞机中可以探测的总量子态是由产生自旋密度矩阵给出的，这必然会产生混合态。我们计算了由最基本的 QCD 过程产生的 at¯t 对的量子态，发现在相空间的不同区域存在纠缠和 CHSH 破坏。我们表明，任何现实的 at¯t 对的强子产生都是这些基本 QCD 过程的统计混合。我们重点关注在 LHC 和 Tevatron 上进行的质子-质子和质子-反质子碰撞的实验相关案例，分析量子态与碰撞能量的依赖关系。我们为纠缠和 CHSH 破坏特征提供实验可观测量。在 LHC 上，这些特征由单个可观测量的测量给出，在纠缠的情况下，这代表违反柯西-施瓦茨不等式。我们将文献中提出的 t¯t 对的量子断层扫描协议的有效性扩展到更一般的量子态和任何产生机制。最后，我们论证了在对撞机中测量的 CHSH 破坏只是一种弱形式
在 ATLAS 探测器上观测顶夸克的量子纠缠
纠缠是量子力学的一个关键特征 1–3 ，在计量学、密码学、量子信息和量子计算 4–8 等领域有应用。纠缠已在从微观 9–13 到宏观 14–16 的各种系统和长度尺度中被观察到。然而，在可访问的最高能量尺度上，纠缠仍然基本上未被探索。这里，我们报告了在大型强子对撞机产生的顶-反顶夸克事件中对纠缠的最高能量观测，使用由 ATLAS 实验记录的质子-质子碰撞数据集，其质心能量为 √ s = 13 TeV，积分光度为 140 倒数飞靶 (fb) −1。自旋纠缠是通过测量单个可观测量 D 检测到的，D 是由带电轻子在其母顶夸克和反顶夸克静止框架中的夹角推断出来的。可观测量是在顶夸克-反顶夸克产生阈值附近的一个狭窄区间内测量的，在此区间内纠缠检测预计会很显著。它是在一个用稳定粒子定义的基准相空间中报告的，以尽量减少因蒙特卡洛事件生成器和部分子簇射模型在模拟顶夸克对产生方面的局限性而产生的不确定性。当 m 340 GeV < < 380 GeV tt 时，纠缠标记测得为 D = −0.537 ± 0.002（统计）± 0.019（系统）。观测结果与没有纠缠的情况相差超过 5 个标准差，因此这是首次观察到夸克对中的纠缠，也是迄今为止最高能量的纠缠观测。
大型强子对撞机 (LHC) 上的量子信息和顶夸克纠缠 - BOOST 2020 基于：2003.02280
2 (1 − D cos ϕ ) 其中 ϕ 是每个母顶部和反顶部静止框架中轻子方向之间的角度。
自然力 – 基本相互作用（第三部分） - qcd
“量子色动力学”（QCD）是夸克和胶子之间强相互作用的理论；它的建模类似于 QED；夸克和胶子的动力学由 QCD 拉格朗日量控制，并通过费曼图可视化；一个基本图表是：
探索电磁场和倾斜体积分布对小系统中 D 介子定向流的影响
我们研究了在 p-Pb 碰撞中由于初始涡量和电磁场的影响而产生的小系统中重夸克的定向流。我们使用相对论传输代码来模拟小系统的体积演化，并使用朗之万动力学研究重夸克动量演化。对于重夸克与体积的相互作用，我们采用了准粒子模型 (QPM)。我们观察到由于电磁场而产生的粲夸克的定向流分裂 (v 1) 较大，这与核-核碰撞中粲夸克的定向流分裂相当。然而，在 p 核碰撞中，由于初始倾斜物质分布而导致的定向流的幅度并不大。由于碰撞系统的不对称性，观察到的定向流并不快度奇数。本文中提出的结果提供了一种独立的方法来量化产生的初始电磁场和小系统中的物质分布。
![arXiv:2304.12792v2 [nucl-th] 2023 年 6 月 27 日](/simg/3\3d1e9260dbd400552b6784e11768e74d45334449.webp)
arXiv:2304.12792v2 [nucl-th] 2023 年 6 月 27 日
我们研究了 p-Pb 碰撞中由于初始涡量和电磁场的影响而产生的小系统中重夸克的定向流。我们使用相对论传输代码来模拟小系统的体积演化，并使用朗之万动力学研究重夸克动量演化。对于重夸克与体积的相互作用，我们采用了准粒子模型 (QPM)。我们观察到由于电磁场而产生的粲夸克的定向流分裂 (∆ v 1 )，这与核-核碰撞中粲夸克的定向流分裂相当。然而，由于 p 核碰撞中初始倾斜物质分布导致的定向流的幅度并不大。由于碰撞系统的不对称性，观察到的定向流并不快度奇数。本文中提出的结果提供了一种独立的方法来量化产生的初始电磁场和小系统中的物质分布。