فیزیکدانان تأیید می کنند که درهم تنیدگی کوانتومی بین کوارک های بالا، سنگین ترین ذرات بنیادی شناخته شده، وجود دارد.

خلاصه خبر:

فیزیکدانان دانشگاه روچستر، درهم تنیدگی کوانتومی را بین کوارک های بالای ناپایدار در برخورد دهنده بزرگ هادرونی سرن مشاهده کردند. این اولین باری است که درهم تنیدگی بین سنگین‌ترین ذرات بنیادی، حتی در فواصل بیشتر از سرعت نور که می‌تواند بپوشاند، نشان داده می‌شود. درهم تنیدگی یک اثر کوانتومی است که در آن حالات ذرات به طور جدایی ناپذیر به هم مرتبط می شوند. این تیم همبستگی اسپینی را بین کوارک‌های درهم تنیده کشف کرد و این "عمل شبح وارانه از راه دور" ، طبق توصیف انیشتین، را تأیید کرد. در حالی که بعید است که کوارک های بالا در محاسبات کوانتومی مورد استفاده قرار گیرند، مطالعه درهم تنیدگی آنها می تواند جهان درهم تنیده اولیه را روشن کند. این تیم امیدوار است که این یافته راه های جدیدی را برای کشف فیزیک کوانتومی در بالاترین انرژی ها باز کند.

توضیحات تکمیلی:

رجینا دمینا، استاد فیزیک دانشگاه روچستر، تیمی از محققان را رهبری کرد که آزمایشی را انجام دادند که کشف مهمی در رابطه با درهم تنیدگی کوانتومی انجام داد. درهم تنیدگی کوانتومی پدیده عجیبی است که در آن دو ذره "درهم" می شوند و خواص آنها مانند اسپین یا تکانه به هم مرتبط می شود - حتی زمانی که ذرات با فاصله زیادی از هم جدا شوند. آلبرت انیشتین این کار را "عمل شبح وارانه از راه دور" نامید.

در این آزمایش جدید، محققان شواهدی از درهم تنیدگی کوانتومی بین کوارک بالا و شریک پادماده آن، کوارک ضد بالا پیدا کردند. کوارک بالایی سنگین ترین ذرات زیراتمی بنیادی است که تقریباً به اندازه یک اتم طلا سنگین است. 

به طور خاص، محققان یک همبستگی اسپینی را بین کوارک‌های درهم تنیده و ضد بالا مشاهده کردند، حتی زمانی که کوارک‌ها با فاصله بیشتری نسبت به اطلاعاتی که می‌توانستند بین آنها با سرعت نور حرکت کنند، از هم جدا شده بودند. این اولین بار است که درهم تنیدگی کوانتومی بین این ذرات سنگین تایید شده است.

این آزمایش در برخورد دهنده هادرون بزرگ سرن ( CERN's Large Hadron Collider (LHC))، بزرگترین شتاب دهنده ذرات جهان، که در آن کوارک های برتر می توانند با انرژی های بسیار بالا تولید شوند، انجام شد. این یافته ها که توسط همکاری CMS در سرن گزارش شده است، راه های جدیدی را برای کشف ماهیت کوانتومی جهان در این انرژی های شدید باز می کند.

در حالی که کوارک های بالا  برای استفاده در کامپیوترهای کوانتومی ناپایدار هستند، مطالعه درهم تنیدگی کوانتومی آنها می تواند بینش هایی را درباره مدت زمان ادامه این اتصالات کوانتومی و آنچه در نهایت آنها را می شکند ارائه دهد. این می تواند به دانشمندان کمک کند تا وضعیت اولیه و درهم تنیده جهان پس از بیگ بنگ را درک کنند.

منبع

https://phys.org/news/2024-06-physicists-quantum-entanglement-persists-quarks.html