Два волчка запускают одновременно и в противоположные стороны. Если один крутится влево, второй всегда крутится вправо — как бы далеко они ни разлетелись. Примерно так устроена квантовая запутанность, только вместо волчков — топ-кварки, самые тяжёлые частицы из известных. На Большом адронном коллайдере их рождают парами, разгоняя протоны до скоростей, близких к световой.
Топ-кварк живёт меньше, чем нужно, чтобы долететь до соседнего атома. Он распадается на лету, и по осколкам можно понять, куда был направлен его спин — собственное вращение частицы. Физики изучили тысячи таких распадов в детекторах ATLAS и CMS. Оказалось, спины двух топ-кварков из одной пары связаны сильнее, чем допускает обычная логика: зная спин одного, вы точно знаете спин другого, даже если они уже далеко друг от друга. Это и есть квантовая запутанность.
Такое поведение — не фокус, а прямое следствие квантовой механики. Оно означает, что природа на самом глубоком уровне устроена не как набор отдельных предметов, а как единая сеть связей. И чем тяжелее частицы, тем удивительнее видеть эти связи вживую.
Теперь два волчка из первой картины уже не просто пара игрушек. Это два топ-кварка, которые родились вместе и остались связаны навсегда — даже когда разлетелись по разным концам детектора.
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.04649
The Large Hadron Collider has delivered exceptionally large proton-proton collision datasets at centre-of-mass energies of up to 13.6 TeV. These datasets, collected by the ATLAS and CMS detectors, enable precision tests of theoretical predictions using extensive samples of top-quark events. A key example is the study of top-quark pair spin correlations, which can be accessed through the angular distributions of the top-quark decay products owing to the unique property that the top quark decays before it can hadronise. This wealth of data has also enabled new measurements of top-quark pair properties, particularly those with enhanced sensitivity in the threshold region, such as quantum entanglement, that were previously out of reach. In this contribution, the latest highlights in this area from the ATLAS and CMS experiments, are presented.
Топ-кварк настолько тяжёлый, что его масса примерно равна массе атома золота, хотя сам он в миллиарды раз меньше атома.