Per decenni, l’entanglement quantistico è stato un fenomeno sfuggente ma fondamentale nel mondo della fisica. Questo stato misterioso, in cui le particelle sono intrecciate in modo tale da perdere la loro individualità e non possono essere descritte separatamente, È stato precedentemente scoperto in particelle come elettroni e fotoni.
Tuttavia, questo fenomeno non era mai stato osservato prima nei quark, che sono le particelle elementari che costituiscono la base della materia. Questa impresa è stata raggiunta nel più grande laboratorio di fisica delle particelle del mondo, il CERN, situato vicino a Ginevra, in Svizzera.
Uno dei lavori del rilevatore ATLAS
L’entanglement quantistico è estremamente difficile da misurare, perché è un fenomeno sottile che può essere facilmente catturato in ambienti a bassa energia, come i frigoriferi ultrafreddi che ospitano i computer quantistici. Tuttavia, i fisici del CERN, attraverso la collisione di protoni al Large Hadron Collider (LHC), Sono stati in grado di superare questa sfida.
Hanno studiato circa un milione di coppie di quark top e quark antitop, le particelle fondamentali più pesanti conosciute. Sono state scoperte prove conclusive di intrappolamentoannunciato lo scorso settembre e È stato recentemente dettagliato nella prestigiosa rivista Nature.
Il rilevatore ATLAS dell’LHC è stato il primo a confermare questi risultati, seguito dal team del rilevatore CMS, che ha confermato l’osservazione in un rapporto pubblicato sul server di prestampa arXiv.
Realizzazione in mezzo al caos
L’ambiente in cui è avvenuta questa osservazione non è affatto ideale. Le collisioni di particelle all’LHC sono incredibilmente rumorose e ad alta energia. Nonostante questo rumore… Gli scienziati sono stati in grado di misurare l’entanglement quantistico dei quarkUn risultato che molti consideravano del tutto improbabile.
L’entanglement quantistico è fortemente supportato dalla teoria del Modello Standard della fisica delle particelle, che spiega anche come interagiscono le particelle e le forze fondamentali. Tuttavia, sebbene gli scienziati non sospettassero che le coppie di quark top potessero essere entangled, La conferma empirica rimane di grande importanza.
Implicazioni per il futuro
Questo successo non solo ha ampliato la nostra comprensione della fisica dei quark, ma ha anche aperto la porta a nuovi test quantistici a energie più elevate. I fisici stanno già pensando alla possibilità di utilizzare altre particelle, come il bosone di Higgs, per effettuare test più stringenti di entanglement quantistico, come i cosiddetti Prova della campana.
Se il test di Bell potesse essere eseguito utilizzando il bosone di Higgs, la fisica quantistica raggiungerebbe un livello di esplorazione senza precedenti, testando teorie fondamentali nel contesto di particelle estremamente massicce e transitorie.
Questi studi non solo miglioreranno la nostra comprensione dell’entanglement quantistico, ma potrebbero anche avere implicazioni più ampie per la fisica delle alte energie, la cosmologia e forse lo sviluppo di nuove tecnologie quantistiche. Ad esempio, una maggiore comprensione dell’interconnessione di queste scale Potrebbe essere la chiave per lo sviluppo dell’informatica quantistica e della crittografia quantisticaE tecnologie che dipendono in gran parte da questo fenomeno.
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