Учёные обнаружили убедительные доказательства того, что квантовая запутанность может возникать между тяжёлыми частицами с чрезвычайно коротким временем жизни. Запутанность, при которой частицы из одного источника сохраняют взаимосвязь независимо от расстояния и которую Einstein называл «жутким действием на расстоянии», лежит в основе защищённых сетей связи и квантовых компьютеров. В эксперименте ATLAS в CERN протоны сталкивали на скорости, составляющей 99,99 % скорости света, в результате чего были получены энергия в 13 триллионов электрон-вольт и бозон Higgs. Открытый в 2012 году Higgs подтвердил существование поля, придающего частицам массу. Первые убедительные доказательства запутанности были обнаружены у двух Z-бозонов, образовавшихся при распаде Higgs. Направления движения электронов и мюонов, оставшихся после распада Z-бозонов за время, намного меньшее секунды, измерили с помощью детектора ATLAS.
Почему это важно
Открытие расширяет область исследований запутанности, включая тяжёлые частицы с чрезвычайно коротким временем жизни. Распад Higgs позволяет в рамках одного эксперимента изучать процессы, связанные с полем, придающим частицам массу, и квантовую запутанность. Поскольку Z-бозоны распадаются за очень короткое время, анализ основан не столько на самих этих частицах, сколько на измерении направлений движения оставшихся после них электронов и мюонов, что делает роль детектора ATLAS определяющей. Результат показывает, что явление, лежащее в основе защищённых сетей связи и квантовых компьютеров, можно исследовать и при столкновениях частиц высоких энергий, при этом тот факт, что имеющиеся данные находятся на уровне убедительных доказательств, сохраняет различие между окончательным подтверждением и весомым экспериментальным признаком.