Die navorsers by CERN het daarin geslaag om kwantumverstrengeling tussen "top-quarks" en by die hoogste energieë waar te neem. Dit is die eerste keer in September 2023 aangemeld en sedertdien deur 'n eerste en tweede waarneming bevestig. Die pare "top-quarks" wat by die Large Hadron Collider (LHC) geproduseer word, is as 'n nuwe stelsel gebruik om verstrengeling te bestudeer.
Die "top-quarks" is die swaarste fundamentele deeltjies. Hulle verval vinnig en dra sy spin na sy vervaldeeltjies oor. Die boonste kwark se spin-oriëntasie word afgelei uit die waarneming van vervalprodukte.
Die navorsingspan het kwantumverstrengeling tussen 'n "top-kwark" en sy antimaterie-eweknie by 'n energie van 13 tera-elektronvolt (1 TeV=10) waargeneem.12 eV). Dit is die eerste waarneming van verstrengeling in 'n paar kwarks (top-kwark en antitop-kwark) en die hoogste-energie-waarneming van verstrengeling tot dusver.
Kwantumverstrengeling by hoë energieë het grootliks onontgin gebly. Hierdie ontwikkeling baan die weg vir nuwe studies.
In kwantumverstrengelde deeltjies is die toestand van een deeltjie van ander afhanklik, ongeag die afstand en die medium wat hulle skei. Die kwantumtoestand van een deeltjie kan nie onafhanklik van die toestand van die ander in die groep verstrengelde deeltjies beskryf word nie. Enige verandering in een, beïnvloed ander. Byvoorbeeld, 'n elektron- en positronpaar wat afkomstig is van verval van 'n pi-meson is verstrengel. Hulle spins moet bykom by die spin van die pi-meson, dus deur die spin van een deeltjie te ken, weet ons van die spin van die ander deeltjie.
In 2022 is die Nobelprys in Fisika toegeken aan Alain Aspect, John F. Clauser en Anton Zeilinger vir eksperimente met verstrengelde fotone.
Kwantumverstrengeling is in 'n wye verskeidenheid stelsels waargeneem. Dit het toepassings gevind in kriptografie, metrologie, kwantuminligting en kwantumberekening.
***
Verwysings:
- CERN. Persverklaring - LHC-eksperimente by CERN neem kwantumverstrengeling waar teen die hoogste energie nog. Gepubliseer 18 September 2024. Beskikbaar by https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet
- Die ATLAS-samewerking. Waarneming van kwantumverstrengeling met topkwarke by die ATLAS-detektor. Nature 633, 542–547 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z
***
| FUNDAMENTELE DEELTJIES - 'n Vinnige kyk |
| Fundamentele deeltjies word geklassifiseer in Fermione en Bosone gebaseer op spin. |
| [BY]. FERMIONS het spin in onewe halwe heelgetalwaardes (½, 3/2, 5/2, ….). Hierdie is materie deeltjies bestaande uit alle kwarks en leptone. – volg Fermi–Dirac-statistieke, – het 'n half-onewe heelgetal spin – gehoorsaam die Pauli-uitsluitingsbeginsel, d.w.s. twee identiese fermione kan nie dieselfde kwantumtoestand of dieselfde plek in die ruimte met dieselfde kwantumgetal beset nie. Hulle kan nie albei in dieselfde rigting draai nie, maar hulle kan in teenoorgestelde rigting draai  Die fermione sluit alle kwarke en leptone in, en alle saamgestelde deeltjies wat van 'n onewe aantal hiervan gemaak is. - Quarks = ses kwarke (op, af, vreemd, sjarme, onderste en boonste kwarke). – Kombineer om hadrone soos protone en neutrone te vorm. – Kan nie buite hadrone waargeneem word nie. – Leptone = elektrone + muone + tau + neutrino + muon neutrino + tau neutrino. – 'Elektrone', 'op-kwarks' en 'af-kwarks' die drie mees fundamentele bestanddele van alles in die heelal. – Protone en neutrone is nie fundamenteel nie, maar bestaan uit 'op-kwarks' en 'af-kwarke', dus is dit saamgestelde deeltjies. Protone en neutrone bestaan elk uit drie kwarks – 'n proton bestaan uit twee "op" kwarks en een "af" kwark, terwyl 'n neutron twee" af" en een "op" bevat. "Op" en "af" is twee "Geure", of variëteite, van kwarks. - Baryons is saamgestelde fermione gemaak van drie kwarks, bv. protone en neutrone is barione - Hadrons bestaan slegs uit kwarks, bv. barione is hadrone. |
| [B]. BOSONE het spin in heelgetalwaardes (0, 1, 2, 3, ….) – Bosons volg Bose-Einstein-statistieke; heelgetal spin het. – vernoem na Satyendra Nath Bose (1894–1974), wat saam met Einstein die hoofgedagtes agter die statistiese termodinamika van 'n bosongas ontwikkel het. – moenie die Pauli-uitsluitingsbeginsel gehoorsaam nie, d.w.s. twee identiese bosone kan dieselfde kwantumtoestand of dieselfde plek in die ruimte met dieselfde kwantumgetal beset. Hulle kan albei in dieselfde rigting draai, – Elementêre bosone is die foton, die gluon, die Z-boson, W-boson en die Higgs-boson. Higgs-boson het spin=0 terwyl die meterbosone (dws foton, die gluon, die Z-boson en W-boson) spin=1 het. |
| [C] SAAMGESTELDE DEELTJIES – Saamgestelde deeltjies kan bosone of fermione wees, afhangende van hul bestanddele. – Alle saamgestelde deeltjies wat uit 'n ewe aantal fermione bestaan, is 'n boson (omdat bosone heelgetalspin het en fermione onewe halfheelgetalspin). – Alle mesone is bosone (omdat alle mesone bestaan uit 'n gelyke aantal kwarke en antikwarke). – Stabiele kerne met ewe massagetalle is bosone bv. deuterium, helium-4, koolstof -12 ens. – Die saamgestelde bosone gehoorsaam ook nie Pauli-uitsluitingsbeginsel nie. – Verskeie bosone in dieselfde kwantumtoestand saamsmelt om "Bose-Einstein-kondensaat (BEC).” |
***
 were used as a new system to study entanglement.){kind=link}