На БАК впервые измерили квантовую запутанность Z-бозонов
AI Изображение носит иллюстративный характер
Команда эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере представила результаты, указывающие на квантовую запутанность двух Z-бозонов, образующихся при распаде бозона Хиггса. Это первый случай, когда подобное явление зафиксировано для пары таких частиц. Ранее запутанность изучали на фотонах, электронах, атомах и ионах, а в 2023 году ATLAS сообщил о признаках этого эффекта у пар топ-кварков.
Квантовая запутанность означает, что состояния частиц взаимосвязаны и не могут быть описаны по отдельности: измеряя одну частицу, можно получить информацию о другой. Альберт Эйнштейн называл это «жутким действием на расстоянии». В ходе нового анализа использовались данные протонных столкновений при энергиях 13 и 13,6 ТэВ, отбирались события, где бозон Хиггса распадался на пару Z-бозонов, которые затем порождали четыре заряженные частицы — электроны или мюоны.
Поскольку Z-бозоны живут около 10⁻²⁵ секунды, их свойства восстанавливали по энергии и направлению движения продуктов распада. Ключевым фактором стали спины: у запутанной пары траектории вылета электронов и мюонов связаны так, что это невозможно при независимом поведении частиц. Полученные данные хорошо согласуются с предсказаниями Стандартной модели, а статистическая значимость результата составляет 4,7 стандартного отклонения, что немного не дотягивает до порога открытия в пять отклонений.
Исследователи предполагают, что подобные измерения могут стать новым инструментом в физике высоких энергий. После перехода LHC к высокой светимости ATLAS сможет зафиксировать больше событий распада Хиггса на пару Z-бозонов. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
