A test on quantum entanglement with Bell inequality violation detection at ultimately high energy collisions at LHC

大型强子对撞机最终高能碰撞中贝尔不等式违规检测的量子纠缠测试

• 批准号: 22H01235
• 负责人: 長野 邦浩
• 金额: $ 6.49万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01235/
• 关键词: 素粒子物理学; 量子もつれ; ベル不等式; ATLAS実験; B中間子; 素粒子実験

本研究で新たに考案した、陽子・陽子散乱反応からのB中間子を用いたベル不等式の検証実験で重要となるのは測定効率である。より堅牢な検証とするためにはATLAS実験ではこれまで行えなかった低い横運動量領域まで、ミュー粒子測定、D*粒子崩壊測定を改良する新規開発が必要となる。本年度は、まずはミュー粒子測定効率を制限しているハードウェアトリガーの改良に成功した。横運動量しきい値を下げたトリガー論理をFPGA回路上で対応表として開発し、実機に導入した。本年度から開始されたLHC第3期 (Run3) 運転において実際に運用してデータ取得に成功した。新ハードウェアによるトリガーを立ち上げ、コミッショニング・運転をするために本研究協力者の辻川をCERN研究所に派遣した。D*粒子は内部飛跡検出器による飛跡情報を用いて測定する。本研究代表者の長野がCERN研究所に渡航して、飛跡検出器トリガーの立ち上げに従事し、Run3において実データを高効率で取得することに成功した。また、本研究分担者の田窪がCERN研究所に滞在して、飛跡検出器のうちピクセル検出器の立ち上げ・運転に従事し、Run3で取得されたデータをすぐさま検証した。以上のように、改良したミューオントリガー、高効率の飛跡検出でRun3運転を正常に立ち上げてデータ取得、と当初の計画どおりの成果を上げることができた。また、飛跡情報からD*粒子崩壊を再構成するオフラインでのデータ解析手法については、まずは比較的高い運動量領域における再構成手法を確立することに成功した。データ解析サーバ用にMac Studioを購入し、高エネルギー加速器研究機構に設置した。研究結果について、国際会議２件、日本物理学会１件、研究会１件（招待講演）にて、講演を行った。

In this paper, we investigate the importance and efficiency of the new inequality model. It is necessary to develop new rules for improving the field of particle measurement and D* particle collapse measurement. This year, we successfully improved the particle detection efficiency by reducing the number of particles detected. The horizontal motion is measured by the input of the FPGA circuit. The year began with the successful operation of LHC Run 3. New research collaborators from CERN Research Institute D* particles are detected by internal flight detector This study was conducted on behalf of the Nagano CERN Research Institute, and the flight detector was successfully operated at a high efficiency. This study was conducted by the CERN Research Institute, and the flight detector was identified by the flight detector. The above mentioned improvements include: high efficiency flight track, high speed flight track, and high speed flight track. The data analysis method is successful in establishing the reconstruction method in the field of high motion amount compared with the data analysis method in the field of high motion amount. Mac Studio was purchased for the analysis of data, and the accelerator research institute was set up for high performance. Research results: 2 international conferences, 1 Japan Physical Society, 1 seminar (reception lecture), lectures: