क्यूसीडी प्लेटोब्लॉकचेन डेटा इंटेलिजेंस में शीर्ष क्वार्क के साथ क्वांटम जानकारी। लंबवत खोज. ऐ.

QCD में शीर्ष क्वार्क के साथ क्वांटम जानकारी

योव अफिकी1 और जुआन रामोन मुनोज़ डी नोवा2

1प्रायोगिक भौतिकी विभाग, सर्न, 1211 जिनेवा, स्विट्ज़रलैंड
2Departamento de Física de Materiales, Universidad Complutense de मैड्रिड, E-28040 मैड्रिड, स्पेन

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सार

शीर्ष क्वार्क अद्वितीय उच्च-ऊर्जा प्रणालियों का प्रतिनिधित्व करते हैं क्योंकि उनके स्पिन सहसंबंधों को मापा जा सकता है, इस प्रकार उच्च-ऊर्जा कोलाइडर पर क्वैबिट के साथ क्वांटम यांत्रिकी के मूलभूत पहलुओं का अध्ययन करने की अनुमति मिलती है। हम यहां एक उच्च-ऊर्जा कोलाइडर में क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स (QCD) के माध्यम से उत्पादित एक शीर्ष-एंटीटॉप ($tbar{t}$) क्वार्क जोड़ी की क्वांटम स्थिति की सामान्य रूपरेखा प्रस्तुत करते हैं। हम तर्क देते हैं कि, सामान्य तौर पर, कुल क्वांटम अवस्था जिसे एक कोलाइडर में जांचा जा सकता है, उत्पादन स्पिन घनत्व मैट्रिक्स के संदर्भ में दिया जाता है, जो आवश्यक रूप से एक मिश्रित अवस्था को जन्म देता है। हम सबसे प्राथमिक QCD प्रक्रियाओं से उत्पन्न $tbar{t}$ जोड़ी की क्वांटम स्थिति की गणना करते हैं, चरण स्थान के विभिन्न क्षेत्रों में उलझाव और CHSH उल्लंघन की उपस्थिति का पता लगाते हैं। हम दिखाते हैं कि $tbar{t}$ जोड़ी का कोई भी यथार्थवादी हैड्रोनिक उत्पादन इन प्राथमिक QCD प्रक्रियाओं का एक सांख्यिकीय मिश्रण है। हम टकराव की ऊर्जा के साथ क्वांटम राज्य की निर्भरता का विश्लेषण करते हुए, एलएचसी और टेवेट्रॉन में किए गए प्रोटॉन-प्रोटॉन और प्रोटॉन-एंटीप्रोटॉन टकराव के प्रयोगात्मक रूप से प्रासंगिक मामलों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। हम उलझाव और सीएचएसएच-उल्लंघन हस्ताक्षरों के लिए प्रयोगात्मक वेधशालाएं प्रदान करते हैं। एलएचसी में, ये हस्ताक्षर एक अवलोकन योग्य माप द्वारा दिए जाते हैं, जो उलझाव के मामले में कॉची-श्वार्ज़ असमानता के उल्लंघन का प्रतिनिधित्व करता है। हम साहित्य में प्रस्तावित $tbar{t}$ जोड़ी के लिए क्वांटम टोमोग्राफी प्रोटोकॉल की वैधता को अधिक सामान्य क्वांटम राज्यों और किसी भी उत्पादन तंत्र के लिए बढ़ाते हैं। अंत में, हम तर्क देते हैं कि एक कोलाइडर में मापा गया CHSH उल्लंघन बेल के प्रमेय के उल्लंघन का केवल एक कमजोर रूप है, जिसमें आवश्यक रूप से कई खामियां हैं।

शीर्ष क्वार्क अस्तित्व में ज्ञात सबसे विशाल मौलिक कण है। इस बड़े द्रव्यमान का इतने कम जीवनकाल में अनुवाद किया जाता है कि यह हैड्रोनाइजिंग से पहले क्षय हो जाता है, जिससे इसके क्षय उत्पादों से इसकी स्पिन क्वांटम स्थिति को फिर से बनाने की अनुमति मिलती है। नतीजतन, टॉप-एंटीटॉप क्वार्क ($tbar{t}$) के बीच स्पिन सहसंबंधों का गहन अध्ययन किया गया है। हालांकि, हाल ही में क्वांटम सूचना सिद्धांत के साथ कोई संबंध स्थापित नहीं किया गया है।

यहाँ हम एक $tbar{t}$ जोड़ी की क्वांटम अवस्था की सामान्य औपचारिकता प्रस्तुत करते हैं, जो दो-क्विट अवस्था की एक अद्वितीय उच्च-ऊर्जा प्राप्ति है। उल्लेखनीय रूप से, एक बार जब प्रत्येक $tbar{t}$ उत्पादन प्रक्रिया की संभावनाओं और घनत्व मैट्रिक्स की गणना उच्च-ऊर्जा सिद्धांत द्वारा की जाती है, तो हमें क्वांटम जानकारी में एक विशिष्ट समस्या के साथ छोड़ दिया जाता है जिसमें दो-क्वांटम क्वांटम राज्यों के सांख्यिकीय मिश्रण शामिल होते हैं। यह महत्वपूर्ण अवलोकन लेख की शैक्षणिक प्रस्तुति को प्रेरित करता है, जो पूरी तरह से एक वास्तविक क्वांटम सूचना दृष्टिकोण के भीतर विकसित होता है, जिसका उद्देश्य सामान्य भौतिकी समुदाय द्वारा इसे आसानी से समझने योग्य बनाना है।

हम क्वांटम सूचना अवधारणाओं जैसे उलझाव, सीएचएसएच असमानता या शीर्ष क्वार्क के साथ क्वांटम टोमोग्राफी के प्रयोगात्मक अध्ययन पर चर्चा करते हैं। दिलचस्प बात यह है कि उलझाव के मामले में उच्च-सांख्यिकीय महत्व के साथ, एक एकल अवलोकन योग्य माप से लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) में उलझाव और सीएचएसएच उल्लंघन दोनों का पता लगाया जा सकता है।

एलएचसी पर इन मापों के कार्यान्वयन से उच्च-ऊर्जा कोलाइडर पर भी क्वांटम जानकारी का अध्ययन करने का मार्ग प्रशस्त होता है। उनके वास्तव में सापेक्षवादी व्यवहार के कारण, समरूपता और बातचीत के विदेशी चरित्र, साथ ही साथ उनकी मौलिक प्रकृति, उच्च-ऊर्जा कोलाइडर इस प्रकार के अध्ययन के लिए बेहद आकर्षक प्रणाली हैं। उदाहरण के लिए, उलझाव का प्रस्तावित पता क्वार्कों की एक जोड़ी के बीच उलझाव की पहली पहचान और अब तक हासिल किए गए उलझाव के उच्चतम-ऊर्जा अवलोकन का प्रतिनिधित्व करेगा।

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