Истражувачите од ЦЕРН успеаја да го набљудуваат квантното заплеткување помеѓу „врвните кваркови“ и највисоките енергии. Ова беше првпат пријавено во септември 2023 година и оттогаш беше потврдено со првото и второто набљудување. Паровите „врвни кваркови“ произведени во Големиот хадронски судирач (LHC) беа искористени како нов систем за проучување на заплетот.
„Врвните кваркови“ се најтешките фундаментални честички. Тие брзо се распаѓаат, пренесувајќи го своето вртење на честичките на распаѓање. Ориентацијата на вртењето на горниот кварк е заклучена од набљудувањето на производите на распаѓање.
Истражувачкиот тим забележал квантно заплеткување помеѓу „врвниот кварк“ и неговиот пандан на антиматерија со енергија од 13 тераелектронволти (1 TeV=1012 eV). Ова е прво набљудување на заплеткување во пар кваркови (горен кварк и кварк антитоп) и највисоко енергетско набљудување на заплеткување досега.
Квантното заплеткување при високи енергии остана главно неистражено. Овој развој го отвора патот за нови студии.
Во квантно заплетканите честички, состојбата на една честичка зависи од другите, без оглед на растојанието и медиумот што ги одвојува. Квантната состојба на една честичка не може да се опише независно од состојбата на другите во групата на заплеткани честички. Секоја промена кај еден, влијае на другите. На пример, електронски и позитронски пар кои потекнуваат од распаѓање на пи мезон се заплеткани. Нивните вртења мора да се соберат на спинот на пи мезонот, оттука, знаејќи го спинот на едната честичка, знаеме за спинот на другата честичка.
Во 2022 година, Нобеловата награда за физика беше доделена на Ален Аспект, Џон Ф. Клаузер и Антон Цајлингер за експерименти со заплеткани фотони.
Квантното заплеткување е забележано во широк спектар на системи. Нашол апликации во криптографијата, метрологијата, квантните информации и квантното пресметување.
***
Референци:
- ЦЕРН. Соопштение за печатот – Експериментите на LHC во ЦЕРН го набљудуваат квантното заплеткување со најголема енергија досега. Објавено на 18 септември 2024 година. Достапно на https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet
- Соработката АТЛАС. Набљудување на квантното заплеткување со врвните кваркови кај детекторот АТЛАС. Nature 633, 542-547 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z
***
| ФУНДАМЕНТАЛНИ ЧЕСТИЧКИ – Брз поглед |
| Основните честички се класифицираат на фермиони и бозони врз основа на спин. |
| [А] ФЕРМИОНИТЕ имаат спин во непарни половина цели броеви (½, 3/2, 5/2, ....). Овие се честички на материјата се состои од сите кваркови и лептони. – следете ја статистиката на Ферми-Дирак, – има спин од половина непарен цел број - почитувајте го принципот на исклучување на Паули, т.е., два идентични фермиони не можат да заземаат иста квантна состојба или иста локација во просторот со ист квантен број. И двајцата не можат да се вртат во иста насока, но можат да се вртат во спротивна насока  Фермионите ги вклучуваат сите кваркови и лептони и сите композитни честички направени од непарен број од нив. - Кваркови = шест кваркови (горе, долу, чудни, шарм, долни и горни кваркови). – Комбинирајте за да формирате хадрони како што се протоните и неутроните. – Не може да се набљудува надвор од хадроните. – Лептони = електрони + миони + тау + неутрино + мионско неутрино + тау неутрино. – „Електрони“, „горе кваркови“ и „надолу кваркови“ се трите најфундаментални состојки на сè во универзумот. - Протоните и неутроните не се фундаментални, туку се составени од „нагоре кваркови“ и „надолу кваркови“ оттука се композитни честички. Протоните и неутроните се направени од три кваркови - протонот се состои од два кваркови „горе“ и еден „долу“ кварк додека неутронот содржи два „долу“ и еден „горе“. „Горе“ и „долу“ се два „вкусови“ или сорти на кваркови. - Барјоните се композитни фермиони направени од три кваркови, на пр., протоните и неутроните се бариони - Хадрони се составени само од кваркови, на пр., барионите се хадрони. |
| [Б]. БОЗОНИТЕ имаат спин во цели броеви (0, 1, 2, 3, ....) – Бозоните ја следат статистиката на Бозе-Ајнштајн; имаат спин со цел број. – именуван по Сатиендра Нат Бозе (1894–1974), кој заедно со Ајнштајн ги развил главните идеи зад статистичката термодинамика на бозонскиот гас. - не го почитувајте Паулиевиот принцип на исклучување, т.е., два идентични бозони можат да заземаат иста квантна состојба или иста локација во просторот со ист квантен број. И двајцата можат да се вртат во иста насока, – Елементарни бозони се фотонот, глуонот, Z бозонот, W бозонот и Хигсовиот бозон. Хигсовиот бозон има спин=0 додека мерачните бозони (т.е. фотонот, глуонот, Z бозонот и W бозонот) имаат спин=1. – Композитните честички можат да бидат бозони или фермиони во зависност од нивните составни делови. – Сите композитни честички составени од парен број фермиони се бозон (бидејќи бозоните имаат спин со цел број, а фермионите имаат спин непарен полуцел број). – Сите мезони се бозони (бидејќи сите месони се направени од еднаков број кваркови и антикваркови). Стабилни јадра со парен масен број се бозоните, на пр., деутериум, хелиум-4, јаглерод -12 итн. – Композитните бозони исто така не го почитуваат принципот на исклучување на Паули. - Неколку бозони во иста квантна состојба се спојуваат и формираат“Бозе-Ајнштајн кондензат (BEC).“ |
***
