Intrication quantique dans les bosons Z express

Original: "Measurements of $$Z$$-boson pair entanglement in decays of Higgs bosons at the ATLAS experiment"
· ATLAS Collaboration
arXiv:2603.26463 · 2026-03-27 · CC BY 4.0 · 1 min
Pour la première fois, l'intrication quantique a été observée entre des particules massives au Grand collisionneur de hadrons.

Deux particules qui s'éloignent dans des directions opposées se comportent comme un tout : la mesure de l'une détermine instantanément l'état de l'autre. Cette intrication quantique est connue depuis longtemps pour les particules légères, mais c'est la première fois qu'on l'observe chez les bosons Z, les lourds porteurs de l'interaction faible.

Dans l'expérience au Grand collisionneur de hadrons, des protons sont entrés en collision, produisant des bosons de Higgs qui se désintégraient rapidement en deux bosons Z, eux-mêmes se désintégrant en paires d'électrons ou de muons. Le détecteur ATLAS a enregistré les angles d'émission de ces leptons, à partir desquels les états de spin des bosons Z ont été reconstruits. Il s'est avéré que les spins des particules sont corrélés plus fortement que ne le permet tout modèle classique sans intrication.

L'intrication entre les bosons Z signifie que l'état de l'un dépend de l'état de l'autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Ce n'est pas une transmission de signal, mais une fonction d'onde commune qui relie les particules.

Le résultat est conforme aux prédictions du modèle standard et exclut l'hypothèse d'états indépendants (séparables) au niveau de 4,7 écarts types. Cela ouvre la voie à l'étude des corrélations quantiques dans le monde des particules massives et à la vérification des principes fondamentaux de la mécanique quantique à de nouvelles échelles d'énergie.

Le spin du boson Z peut prendre trois valeurs (0, +1, -1), c'est pourquoi on l'appelle un qutrit — un système quantique à trois états, contrairement au qubit qui en a deux.

Dans la série « Dark Matter », l'intrication est utilisée pour une communication instantanée entre vaisseaux, ce qui fait écho à l'idée de corrélations non locales, bien qu'en réalité la transmission d'information soit impossible.

Scientifiques
William WoottersWolfgang PauliSatyendra Nath BoseAlbert EinsteinJohn Stewart BellErwin Schrödinger
Notions
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