欧洲核子研究中心实验观测到迄今为止最高能量的量子纠缠
量子纠缠是量子物理学中一个现象。它描述了两个粒子之间的神秘联系,即使它们相距遥远,一个粒子的状态变化也会立即影响另一个粒子。这种现象在经典物理学中无法解释,但已经在多个系统中得到观察并应用于量子密码学和量子计算等领域。
2022年,诺贝尔物理学奖授予了Alain Aspect、John F. Clauser和Anton Zeilinger,以表彰他们在纠缠光子方面的开创性实验。这些实验证实了John Bell关于量子纠缠的理论预测,为量子信息科学奠定了基础。
然而,在高能物理领域,量子纠缠的研究还处于起步阶段。近期,大型强子对撞机(LHC)的ATLAS和CMS合作组取得了重大突破。他们首次在LHC上观察到了基本粒子顶夸克之间的量子纠缠,并且是在迄今为止最高的能量水平下实现的。这一发现为研究复杂的量子物理世界开辟了新的视角。
ATLAS和CMS团队的研究聚焦于顶夸克与其反物质对应物之间的量子纠缠。顶夸克是已知最重的基本粒子,它通常会迅速衰变成其他粒子。科学家们通过观察这些衰变产物来推断顶夸克的自旋方向。
研究人员分析了2015年至2018年LHC第二次运行期间收集的数据,特别关注那些同时产生且相对动量较低的顶夸克对。在这种情况下,两个夸克的自旋预计会产生强烈的纠缠。通过测量顶夸克衰变产物的角度分布,并校正实验误差,两个团队都以超过五个标准差的统计显著性观察到了顶夸克之间的自旋纠缠。
CMS团队还进行了一项额外的研究,探索了高相对动量下的顶夸克对。即使在这种情况下,他们也观察到了顶夸克之间的自旋纠缠,这进一步拓展了我们对量子纠缠的理解。获取更多有价值信息 访问：https://byteclicks.com
这些突破性的发现不仅证实了量子纠缠在高能物理中的存在,还为进一步研究这一奇妙现象铺平了道路。随着数据样本的不断增加,科学家们有望在更广泛的能量范围内探索量子纠缠,可能揭示出超越标准模型的新物理学现象。
