量子叠加态与相对论因果性在Toponium形成过程中的时间不兼容性
波粒二象性作为量子力学的基石理论,在顶夸克偶素形成过程中面临严峻考验。量子叠加原理预言顶夸克对生成时会瞬时投影为束缚态,而相对论因果性要求nS态的形成存在约n³×10⁻²⁵秒的有限时延。这种时间冲突对超短时标下波粒行为共存提出了根本性质疑。研究团队利用顶夸克固有寿命(τt∼5×10⁻²⁵秒)作为量子计时器,模拟了未来轻子对撞机(CEPC/FCC-ee)在质心能量√s=343 GeV附近时的截面比Rb=σ(e⁺e⁻→b¯b)/∑qσ(e⁺e⁻→q¯q)(q=u,d,s,c,b)。波动态与粒子态情景会产生显著不同的Rb分布曲线,当数据量达1500 fb⁻¹时可实现>5σ的区分度。LHC的初步数据也提供了2–3σ的独立佐证。该工作构建了具有幺秒级(10⁻²⁴秒)分辨率的对撞机量子态形成探测框架,为波函数坍缩和相对论量子信息研究开辟了新途径。
