Naučnici su potvrdili prisustvo kvantne uplitanosti među Z bozonima stvorenim u visokenergijskim sudarima na LHC‑u pri CERN‑u. Dok je Z bozon izuzetno kratkoživuća čestica, detektor ATLAS je pratio raspadne proizvode (elektrone i muone) i detektovao uplitanost. Otkriće potvrđuje robusnost kvantnih efekata u ekstremnim uslovima i doprinosi osnovnom razumevanju kvantne mehanike, iako neposredne tehnološke primene nisu jasne.
Naučnici Potvrdili Kvantnu Uplitanost Među Z Bozonima Stvorenim u LHC-u
Scientists wanted to test whether quantum entanglement survives under more extreme conditions, including those involving short-lived particles produced during super high-energy collisions.getty
Naučnici su potvrdili da kvantna uplitanost opstaje i u izuzetno ekstremnim uslovima: među Z bozonima, masivnim i krajnje kratkoživućim subatomskim česticama koje nastaju u sudarima veoma velike energije u Large Hadron Collideru (LHC) pri CERN‑u.
Kvantna uplitanost je fenomen u kojem dve ili više čestica nastalih iz istog procesa ostaju u zajedničkom kvantnom stanju — merenje svojstva jedne čestice, poput spina, momentalno daje informacije o stanju druge, bez neposredne razmene klasične informacije.
Međunarodni tim koristeći detektor ATLAS, najveći detektor po volumenu na CERN‑u, analizirao je raspad Higgsovog bozona i pratio elektrone i muone koje ostavljaju Z bozoni pri kratkom postojanju. Na osnovu tih podataka istraživači su dokazali prisustvo uplitanosti između parova Z bozona.
"Navikli smo da uplitanost doživljavamo kao nešto krhko, vidljivo u laboratorijskim eksperimentima sa pojedinačnim fotonima," rekao je prof. Alan Barr sa Univerziteta u Oksfordu. "To što je živa i među česticama tako velikih masa i kratkog veka, stvorenim u nekim od najsurovijih sudara na Zemlji, pokazuje koliko je ovaj kvantni efekat fundamentalno robustan."
Studija o ovom otkriću, koju je koautorovao Alan Barr, objavljena je u časopisu Physical Review Letters. Istraživanje je obuhvatilo saradnike iz više zemalja, uključujući Australiju, Kanadu, Kolumbiju, Francusku, Izrael, Južnu Afriku, Tursku i SAD.
Zašto je ovo važno?
Iako Z bozoni žive samo delić sekunde, detektori kao što je ATLAS mogu vrlo precizno rekonstruisati dekadne proizvode (elektrone i muone), što omogućava testove kvantnih svojstava u ekstremnim uslovima visokih energija. Dok neposredne tehnološke primene za nestabilne čestice poput Z bozona trenutno nisu očigledne, otkriće doprinosi našem osnovnom razumevanju kvantne mehanike i granica njenog važenja.
Širi kontekst
Prethodna slična otkrića uključuju zapažanja uplitanosti kod fotona, jona i kvarkova, kao i nedavno zapaženu uplitanost spina među top kvarkovima 2024. godine, koju je predvodio tim u kome je učestvovala prof. Regina Demina. Demina, koja nije bila deo ovog rada, ističe: "Radoznalost pokreće istraživanje, a primene često dolaze kasnije."
"Ovo ispituje ekstremne uslove u kojima bi kvantna mehanika mogla da 'pukne', što bi imalo duboke posledice po temelje nauke," rekao je Barr.
Rezultati su primer kako sudarni akceleratori kao LHC služe ne samo za otkrivanje novih čestica, već i za ispitivanje osnovnih principa fizike u režimima nepristupačnim drugim eksperimentalnim pristupima.
Napomena: Ovaj članak je zasnovan na izveštaju objavljenom u Physical Review Letters i saopštenjima tima ATLAS pri CERN‑u.
Pomozite nam da budemo bolji.
