成果 | 刘佳课题组与合作者提出高能对撞机实验达到量子极限的理论判据及实例

背景：在高能对撞机实验中，探测器通常只能记录粒子的经典信息，长期以来缺乏明确的理论判据来判断实验是否能在原理上达到量子力学所允许的终极精度极限。研究目的：刘佳课题组与合作者从量子计量学视角出发，旨在系统研究高能对撞机实验在仅观测末态粒子动量等经典量的前提下，能否在单个事例层面达到量子精度极限，并提出普适的理论判据。结论：研究提出了一个一般性判据，即只有当实验中的直积量子测量算符能与对称对数导数算符相容时，经典灵敏度才可能达到量子极限。并以τ⁺τ⁻体系为例进行分析，发现对于Higgs–τ CP破坏耦合和τ的磁偶极矩，可通过特定测量逼近量子极限；而对于τ的电偶极矩，由于需要纠缠测量，经典灵敏度将始终低于量子极限。该研究为评估高能实验的量子极限提供了理论准则，适用于多种高能过程。