对撞机中不依赖自旋分析能力的量子纠缠
该团队研究了与自旋分析能力无关的对撞机量子纠缠现象。以Λ(→pπ⁻)Λ¯(→p¯π⁺)为例,研究人员探究了是否仅通过末态衰变的角分布信息(无需依赖宇称破坏衰变参数αΛ和αΛ¯)即可验证对撞机产生的费米子对量子纠缠。基于角观测量的维格纳d函数普适分解,研究表明期望值必须呈现𝒪₀+𝒪₁αΛ+𝒪₂αΛ¯+𝒪₃αΛαΛ¯的形式(系数𝒪ᵢ与自旋密度矩阵元α_{k,j}α_{m,n}^*线性相关)。通过分析α_{k,j}在一般空间和可分离空间的取值范围,该工作提出了纯态的充分纠缠条件,并利用凸性推广至混合态。
研究发现,在仅依赖角观测量构建αΛ/αΛ¯无关的纠缠判据时,不等式型与比值型方法均存在根本障碍:对于比值型判据⟨A⟩/⟨B⟩,由于⟨B⟩在两类α_{k,j}(k,j=±1/2)空间均存在零点,导致⟨A⟩/⟨B⟩的取值范围在两种空间完全重合(覆盖整个实数域)。最终,该研究通过引入额外自旋信息实现了有效判据构建——在e⁺e⁻→J/Ψ→ΛΛ¯过程中,利用对撞束流轴向选择提供的独立自旋信息,可构建对αΛ/αΛ¯不敏感的归一化观测量fᵢ(i=1,2)。实验测量值若处于[-1,-1/2)∪(1/2,1]区间,则无论纯态或混合态均可确证量子纠缠。