Квантовая запутанность в бозонах Z экспресс
Две частицы, разлетевшиеся в противоположные стороны, ведут себя как единое целое: измерение одной мгновенно определяет состояние другой. Такая квантовая запутанность давно известна для лёгких частиц, но теперь её впервые увидели у тяжёлых Z-бозонов — переносчиков слабого взаимодействия.
В эксперименте на Большом адронном коллайдере сталкивались протоны, рождая бозон Хиггса, который быстро распадался на два Z-бозона, а те — на пары электронов или мюонов. Детектор ATLAS регистрировал углы разлёта этих лептонов, по которым восстанавливали спиновые состояния Z-бозонов. Оказалось, что спины частиц скоррелированы сильнее, чем допускает любая классическая модель без запутанности.
Результат согласуется с предсказаниями Стандартной модели и исключает гипотезу о независимых (сепарабельных) состояниях на уровне 4,7 стандартных отклонений. Это открывает путь к изучению квантовых корреляций в мире массивных частиц и проверке фундаментальных принципов квантовой механики на новых масштабах энергий.
Спин Z-бозона может принимать три значения (0, +1, -1), поэтому его называют кутритом — квантовой системой с тремя состояниями, в отличие от кубита с двумя.
В сериале «Тёмная материя» запутанность используется для мгновенной связи между кораблями, что перекликается с идеей нелокальных корреляций, хотя в реальности передача информации невозможна.