Истраживачи из ЦЕРН-а успели су да посматрају квантну испреплетаност између „врхунских кваркова“ и при највишим енергијама. Ово је први пут пријављено у септембру 2023. године и од тада потврђено првим и другим запажањем. Парови „топ кваркова“ произведени на Великом хадронском сударачу (ЛХЦ) коришћени су као нови систем за проучавање запетљаности.
„Врхунски кваркови“ су најтеже фундаменталне честице. Они се брзо распадају преносећи његов спин на његове честице распадања. Оријентација спина горњег кварка се закључује из посматрања производа распада.
Истраживачки тим је приметио квантну испреплетаност између „врхунског кварка“ и његовог антиматерије при енергији од 13 тераелектронволти (1 ТеВ=1012 еВ). Ово је прво посматрање испреплетености у пару кваркова (врхунски кварк и антитоп кварк) и до сада највеће енергетско посматрање испреплетености.
Квантно заплетање при високим енергијама остало је углавном неистражено. Овај развој отвара пут новим студијама.
У квантно заплетеним честицама, стање једне честице зависи од других, без обзира на растојање и медијум који их раздваја. Квантно стање једне честице не може се описати независно од стања осталих у групи уплетених честица. Свака промена у једном, утиче на друге. На пример, пар електрона и позитрона који потиче од распада пи мезона су уплетени. Њихови спинови морају да се саберу са спином пи мезона, стога, знајући спин једне честице, знамо за спин друге честице.
Године 2022. Нобелова награда за физику додељена је Алану Аспекту, Џону Ф. Клаузеру и Антону Цајлингеру за експерименте са уплетеним фотонима.
Квантна запетљаност је примећена у великом броју система. Нашао је примену у криптографији, метрологији, квантним информацијама и квантном прорачуну.
***
Референце:
- ЦЕРН. Саопштење за јавност – ЛХЦ експерименти у ЦЕРН-у примећују квантну преплетеност при највећој енергији до сада. Објављено 18. септембра 2024. Доступно на https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet
- Сарадња АТЛАС. Посматрање квантног заплета са топ кварковима на АТЛАС детектору. Природа 633, 542–547 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z
***
| ФУНДАМЕНТАЛНЕ ЧЕСТИЦЕ – Брзи поглед |
| Основне честице су класификоване у фермионе и бозоне на основу спина. |
| [А]. ФЕРМИОНИ имају спин у непарним полуцелобројним вредностима (½, 3/2, 5/2, ….). Ово су честице материје који се састоји од свих кваркова и лептона. – пратите Ферми-Дирац статистику, – имају полунепаран цео број обртаја – придржавати се Паулијевог принципа искључења, тј. два идентична фермиона не могу да заузимају исто квантно стање или исту локацију у простору са истим квантним бројем. Не могу се обоје окретати у истом смеру, али се могу окретати у супротном смеру  Фермиони укључују све кваркове и лептоне, и све композитне честице направљене од непарног броја њих. - Кваркови = шест кваркова (горе, доле, чудно, шарм, доњи и горњи кваркови). – Комбинујте да бисте формирали хадроне као што су протони и неутрони. – Не може се посматрати ван адрона. – Лептони = електрони + миони + тау + неутрино + мионски неутрино + тау неутрино. – 'Електрони', 'горњи кваркови' и 'доњи кваркови' су три најосновнија састојка свега у универзуму. – Протони и неутрони нису фундаментални, већ се састоје од 'горњих кваркова' и 'доњих кваркова', стога су композитне честице. Протони и неутрони су сваки направљени од три кварка – протон се састоји од два „горе“ кварка и једног „доле“ кварка, док неутрон садржи два „доле“ и један „горе“. „Горе“ и „доле“ су два „укуса“ или варијанте кваркова. - Бариони су композитни фермиони направљени од три кварка, нпр. протони и неутрони су бариони - Хадрони се састоје само од кваркова, нпр. бариони су хадрони. |
| [Б]. БОЗОНИ имају спин у целобројним вредностима (0, 1, 2, 3, ….) – Босони прате Босе-Ајнштајн статистику; имају цео број спин. – по имену Сатиендра Натх Босе (1894–1974), који је, заједно са Ајнштајном, развио главне идеје иза статистичке термодинамике бозонског гаса. – не придржавајте се Паулијевог принципа искључења, тј. два идентична бозона могу заузети исто квантно стање или исту локацију у простору са истим квантним бројем. Обоје се могу окретати у истом правцу, – Елементарни бозони су фотон, глуон, З бозон, В бозон и Хигсов бозон. Хигсов бозон има спин=0, док мерни бозони (тј. фотон, глуон, З бозон и В бозон) имају спин=1. |
| [Ц] КОМПОЗИТНЕ ЧЕСТИЦЕ – Композитне честице могу бити бозони или фермиони у зависности од својих састојака. – Све сложене честице састављене од парног броја фермиона су бозон (јер бозони имају цео број спин, а фермиони непарни полуцео спин). – Сви мезони су бозони (јер сви мезони су сачињена од једнаког броја кваркова и антикваркова). – Стабилна језгра са парним масеним бројевима су бозони нпр. деутеријум, хелијум-4, угљеник-12 итд. – Композитни бозони такође не поштују Паулијев принцип искључења. – Неколико бозона у истом квантном стању спаја се и формираБосе-Ајнштајн кондензат (БЕЦ).“ |
***
 were used as a new system to study entanglement.){kind=link}