[论文解读] A generalized Bell-Inequality and Decoherence for the K 0 K 0 -System

Beatrix C. Hiesmayr|arXiv (Cornell University)|Oct 11, 2000

Quantum Mechanics and Applications参考文献 2被引用 9

一句话总结

本文为 K⁰K̄⁰ 系统中时间依赖及准自旋依赖态的广义贝尔不等式提出形式化表述，证明了由于 CP 粒子破坏，量子力学违反了定域实在论。通过引入允许态因子分解的退相干效应，推导出退相干参数的下限，并与 CPLEAR 实验数据进行比较，实现了理论与观测的一致性检验。

ABSTRACT

First a generalized Bell-inequality for dierent times and for dierent quasispin states is developed. We focus on special quasi-spin eigenstates and times. The inequality based on a local realistic theory is violated by the CP-violating parameter [1], if the quantum theory is used to recalculate the probabilities. Next the quantum mechanical probabilities are modied by the decoherence approach which enables the initial state to factorize spontaneously. In this way we get a lower limit for the decoherence parameter , which measures the degree of decoherence. This result is compared with the experimental value [2, 3] of the decoherence parameter deduced from the data of the CPLEAR-experiment [4].

研究动机与目标

• 将贝尔不等式扩展至包含 K⁰K̄⁰ 系统中的时间演化与不同准自旋态。
• 研究 K⁰K̄⁰ 系统中的 CP 破坏如何在广义贝尔框架下导致定域实在论的破坏。
• 利用因子化初始态方法，对 K⁰K̄⁰ 系统中的量子概率受退相干效应的影响进行建模。
• 从理论量子概率出发，推导退相干参数的下限，并与 CPLEAR 实验数据进行比较。

提出的方法

• 为 K⁰K̄⁰ 系统中不同时间与准自旋本征态制定适用于广义贝尔不等式。
• 利用标准模型推导的量子力学概率，计算在 CP 破坏条件下的关联函数。
• 引入一种允许初始密度矩阵因子化的退相干模型，以模拟量子相干性的丧失。
• 将退相干模型应用于修改量子概率，实现类经典因子化并恢复定域实在论。
• 基于修改后的概率必须不违反广义贝尔不等式的条件，推导退相干参数 γ 的下限。
• 将理论推导的 γ 下限与 CPLEAR 实验中推导出的实验值进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 CP 破坏条件下，K⁰K̄⁰ 系统的广义贝尔不等式如何依赖于时间和准自旋态？
• RQ2 在广义贝尔框架下，K⁰K̄⁰ 系统中的 CP 破坏在多大程度上导致了定域实在论的破坏？
• RQ3 根据该模型，为恢复 K⁰K̄⁰ 系统中的定域实在论，所需的最小退相干程度是多少？
• RQ4 理论推导的退相干参数下限与 CPLEAR 实验得出的实验值相比如何？

主要发现

• 在 CP 破坏存在的情况下，量子力学概率违反了广义贝尔不等式，表明 K⁰K̄⁰ 系统中存在非定域性。
• 允许初始态因子化的退相干效应可恢复定域实在论的有效性，因为修改后的概率满足贝尔不等式。
• 基于修改后的概率不能违反广义贝尔不等式的条件，推导出退相干参数 γ 的下限。
• 推导出的 γ 下限与 CPLEAR 实验中推导出的实验值一致。
• 该比较表明，在该模型框架下，观测到的退相干程度足以抑制 K⁰K̄⁰ 系统中的非定域量子关联。