Začal sa písať nový príbeh fyziky. Zaznamenali kvantové previazanie častíc na najvyššej energii

Kvantové previazanie je považované za jednu z najfascinujúcejších vlastností kvantovej mechaniky. Ak sú dve častice navzájom previazané, stav jednej častice nemožno opísať nezávisle od druhej. Toto je jedinečná vlastnosť kvantového sveta a tvorí zásadný rozdiel medzi klasickou a kvantovou teóriou fyziky.

Jedinečná detekcia

Najnovšie sa vedcom z CERNu pracujúcim na experimente ATLAS (CERN) podarilo zmerať kvantové previazanie top kvarkov, najhmotnejších základných častíc, pri doposiaľ najvyššej energii. Na tému upozornil portál IFLScience.

Najvyššia energetická detekcia kvantového previazania. CERN/ ATLAS

Vzhľadom na to, že údaje použité v novom meraní ATLAS boli získané z kolízií pri 13 TeV, výskumníci sa ponorili do energetickej stupnice o 12 rádov (jeden biliónkrát) vyššej ako sú úrovne typické pre laboratórne experimenty.

V rámci nového experimentu odborníci z experimentu ATLAS študovali účinky kvantového previazania v top kvarkoch. Top kvarky sú najťažšie známe elementárne častice – ich pokojová hmotnosť je 172,76 ± 0,30 GeV/c². Pre porovnanie, hmotnosť top kvarku je rovnaká ako je hmotnosť jednej celej molekuly kofeínu.

Problém je v tom, že top kvark je veľmi nestabilný a rozpadá sa už za 5×10 ⁻²⁵ sekúnd, čo je asi 20x rýchlejšie ako čas trvania silných interakcií a preto sa nedokáže rozpadnúť na hadróny. To síce na jednej strane vyžaduje bleskové reakcie detektorov a nesmiernu pozornosť vedcov, na strane druhej ale top kvark poskytuje jedinečnú príležitosť študovať „čistý“ kvark.

Aj z toho dôvodu je pozorovanie previazania top kvarkov pri zatiaľ najvyššej energetickej úrovni nesmiernym úspechom. Okrem uvedeného toto meranie pripravuje cestu na použitie LHC ako laboratória na štúdium kvantových informácií a iných základných problémov v kvantovej mechanike.

Posúvame naše chápanie fyziky

Ako sme ťa informovali aj v samostatnom článku, nedávno sa vedcom z experimentu ATLAS podarilo dosiahnuť aj iný významný míľnik. Podarilo sa im totiž zmerať silu silnej interakcie s rekordnou presnosťou.

Silná jadrová interakcia je najsilnejšia zo základných štyroch interakcií hmotných objektov. Ostatné tri základné interakcie sú elektromagnetizmus, slabá interakcia a gravitácia.

Mimo to táto sila drží nukleóny a kvarky u seba v jadre atómov, pričom je natoľko silná, že udrží dva protóny v jadre hélia napriek tomu, že sa elektromagneticky odpudzujú. Na zlepšenie presnosti sily silnej interakcie sa vedci z experimentu ATLAS v novej štúdii zamerali na skúmanie Z bozónov vznikajúcich pri zrážkach protón-protón vo Veľkom hadrónovom urýchľovači pri kolíznej energii 8 TeV.

Čítajte viac z kategórie: Novinky