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量子纠缠是量子物理学中最迷东说念主的酣畅之一。要是两个粒子发生了纠缠，不管它们相距多远，其中一个粒子的气象齐会与另一个粒子的气象辩论在一说念。这种令东说念主匪夷所念念的酣畅在经典物理学中甚而找不到相似的对应。
东说念主们一经在各式系统中不雅察到了量子纠缠，也发现了一些进军的应用。2022年，阿兰·阿斯佩特（Alain Aspect）、约翰·克劳泽（John Clauser）和安东·塞林格（Anton Zeilinger）因为纠缠光子的冲突性践诺而赢得了诺贝尔物理学奖。这些践诺不仅阐明了表面学家约翰·贝尔（John Bell）对纠缠的预测，还首创了量子信息科学的先河。
但还有一些尚未被探索的界限有待扣问。几十年来，东说念主们一直在测量电子和光子等粒子中的纠缠。四肢纠缠这种深重的酣畅，在能量比拟低的环境中最容易测量，比如超低温的环境下。
而像大型强子对撞机（LHC）这么的粒子对撞机则能达到嘈杂的极高能量气象，因此很难从碎屑中测量，这就好比你想在一场摇滚演唱会里听清有东说念主在说偷偷话相通。但科学家绝不怀疑夸克这么的粒子也不错发生纠缠，毕竟粒子物理学深深植根于量子力学之上。
咫尺，科学家初度在LHC上不雅测到了夸克之间的量子纠缠，是顶夸克和它的反物资伙伴反顶夸克的纠缠。ATLAS团队于2023年9月初度讲述了这一成果，而后CMS献媚组的两次不雅测进行了考证。这为复杂的量子物理寰宇设备了新的视角。扣问已发表在《当然》上。
香蕉视频www.5.在线观看顶夸克的纠缠
顶夸克是已知的6味夸克中的一个，亦然已知的最重的基本粒子。它们是质子对撞的居品，但寿命畸形短，唯有10⁻²⁵秒，频频在来不足与其他夸克不竭之前就会衰变成其他粒子，最常见的是产生一个底夸克、一个反底夸克和两个W玻色子。随后W玻色子会衰变为粒子-中微子对，比如一个电子和一个反中微子，或者一个反μ子和一个μ子中微子。与此同期，顶夸克也会将自旋和其他量子特征传递给衰变粒子。
而物理学家不错期骗这些衰变居品来预计顶夸克的自旋标的。先前的扣问还发现，通过测量自旋，不错细目顶夸克是不是确实纠缠在了一说念。自旋纠缠的存在和过程不错从两个夸克的带电衰变居品辐照标的之间的角度预计出来。
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探伤纠缠夸克的践诺暗意图。
ATLAS献媚组从质子-质子对撞的数据均分析了100万对顶夸克对。它们是在2015年到2018年LHC第二次启动时刻，以13万亿电子伏特的能量下发生的。他们超过寻找了有两个夸克同期产生且粒子动量相对较小的对，处于这种情况下的两个夸克的自旋，很有可能发生浓烈的纠缠。
通过测量衰变居品辐照角度，同期把柄践诺效应进行改良，ATLAS和CMS团队齐不雅测到了顶夸克与它的反物资之间的量子纠缠，统计显耀性大于5个设施差。
在另一项扣问中，CMS献媚组还寻找了一些超过的顶夸克对，在这些顶夸克对中，两个夸克以联系于彼此的高动量同期产生。在这种情况下，关于很大一部分顶夸克对来说，两个顶夸克衰变的相对位置和时辰瞻望应该排斥了不跳动光速通顺的粒子的经典信断绝换的可能性。CMS在这种情况下也不雅测到了顶夸克之间的自旋纠缠。
更多夸克纠缠
固然这项扣问只是触及顶夸克，但它为更凡俗的夸克纠缠提供了进军基础。在新的粒子系统中不雅测到量子纠缠，况且在前所未有的能量范围内进行测量，为扣问更多粒子纠缠铺平了说念路。
此外，咱们知说念强力是当然界中已知的四种基本力之一，它珍惜将夸克和胶子牢牢地不竭在一说念变成质子或中子。然则，强力表面中还有一个中枢问题，那即是物理学家从未不雅测到过单个的夸克和胶子，它们只不错阻滞态“强子”的花式出现，总色荷为零。这种机制被称为色阻滞。也有东说念主提议，色阻滞自身不错交融为佩戴色电荷的粒子省略纠缠的极限。因此，探索夸克纠缠最终也可能有望解开强力之谜。
#创作团队：
撰文：Takeko
排版：雯雯
#参考源泉：
https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet
https://www.nature.com/articles/d41586-024-02973-7
https://www.nature.com/articles/d41586-024-02801-y
#图片源泉：
封面图&首图：CERNsex5 chat
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