Запутанность – один из феноменов квантовой механики – создает невидимую связь между двумя объектами, мгновенно передавая состояние с одной на другую, вне зависимости от разделяющего их расстояния. Ученые проводили эксперименты по запутыванию множества объектов, от фотонов и молекул до макроскопических алмазов.
А вот измерение запутанности между другими фундаментальными составляющими материи – кварками – оставалось недоступным. Дело в том, что ни верхние, ни нижнее кварки, составляющие протоны и нейтроны, ни более тяжелые истинные кварки, которые возникают только в высокоэнергетических столкновениях в коллайдерах, нельзя наблюдать в виде свободных частиц.
Несмотря на эти сложности истинный кварк в некотором отношении идеальный кандидат на измерение запутанности. Это самая тяжелая частица из элементарных, ее масса в 184 раза больше, чем у протона. Из-за этого она крайне нестабильна и распадается примерно за 10 в минус 25-й степени секунд. При этом ее спин передается продуктам распада, включая лептоны. Сохранение спина возникает потому, что другие процессы – к примеру, декорреляция спина или образование адронов из кварков и глюонов – длятся на несколько порядков дольше. В результате спин истинного кварка можно оценить по продуктам распада.
В отличие от предыдущих экспериментов по запутыванию истинных кварков, которые предпринимались учеными ранее, этот эксперимент ATLAS отличается тем, что имеет дело с парами на пороговом значении, когда энергии становится достаточно, чтобы создать пары истинных кварков.
В этот момент истинные кварки максимально запутанны, https://physicsworld.com/a/quantum-entanglement-observed-in-... Physics World.При помощи данных, полученных проектом ATLAS от столкновений протонов при 13 ТэВ за три года исследований, ученые сравнили показатели углового расстояния, снятые на пороговом значении, с ситуацией, при которой никаких предпосылок к запутанности нет. Это позволило физикам вычислить степень запутанность между парами истинных кварков с достаточной степенью уверенности – на уровне свыше пяти стандартных отклонений.
Результат, который еще не прошел экспертную оценку, показывает, что коллайдеры вроде БАК могут служить лабораториями для изучения фундаментальных проблем квантовой механики. В частности, для исследования различных положений квантовой информации или для проведения аналогичных измерений в других системах, например, бозонах Хиггса. Третья область приложения – междисциплинарная коллаборация для поиска физики за пределами Стандартной модели.
В прошлом году команда физиков из Лаборатории ядерной физики MIT и других научных учреждений https://hightech.plus/2022/01/21/fiziki-vpervie-obnaruzhili-... крайне редкие Х-частицы в кварк-глюонной плазме, созданной Большим адронным коллайдером ЦЕРНа. Эксперимент моделировал самые первые мгновения зарождения нашей Вселенной после Большого взрыва. Ученые надеются таким образом разобраться в до сих пор неизвестной структуре этих частиц.
Свежие комментарии