🌀وقتی ذرات سنگین هم درهم‌تنیده می‌شوند!

🔬 شواهد تازه از یکی از عجیب‌ترین پدیده‌های کوانتومی در CERN

فیزیکدانان در برخورددهنده‌ی بزرگ هادرونی (LHC) در CERN شواهد قدرتمندی از درهم‌تنیدگی کوانتومی میان دو بوزون Z به دست آورده‌اند؛ ذراتی بسیار سنگین که تنها برای مدت بسیار کوتاهی وجود دارند.

اما این نتیجه دقیقاً یعنی چی؟
درهم‌تنیدگی کوانتومی حالتی است که در آن نمی‌توان وضعیت دو ذره را کاملاً مستقل از یکدیگر توصیف کرد. ویژگی‌های کوانتومی آن‌ها به شکلی عمیق با یکدیگر ارتباط دارند.

در این آزمایش، دانشمندان به رویدادهایی نگاه کردند که در آن بوزون هیگز به دو بوزون Z واپاشی می‌کند:
Higgs → Z + Z

از آنجا که هیگز اسپین صفر دارد، حالت‌های اسپینی دو Z تولیدشده باید رابطه‌ی مشخصی با یکدیگر داشته باشند. همین رابطه می‌تواند نشانه‌ای از درهم‌تنیدگی کوانتومی باشد.
اما یک مشکل وجود دارد: بوزون Z تقریباً بلافاصله واپاشی می‌کند.
بنابراین دانشمندان نمی‌توانند خود Z را مستقیماً اندازه‌گیری کنند. در عوض، آشکارسازهای ATLAS و CMS محصولات حاصل از واپاشی Z، مانند الکترون‌ها و میون‌ها، را ثبت می‌کنند و از روی ویژگی‌های آن‌ها اطلاعات مربوط به Z اولیه را بازسازی می‌کنند.
با بررسی تعداد زیادی از این رویدادها، پژوهشگران الگوهای آماری مشخصی پیدا کردند که با درهم‌تنیدگی کوانتومی دو بوزون Z سازگار است.

🤯حالا واقعا چرا این نتیجه مهم است؟

بیشتر آزمایش‌های مشهور درهم‌تنیدگی کوانتومی در شرایط نسبتاً کنترل‌شده و با سیستم‌هایی مانند فوتون‌ها انجام شده‌اند. اما اینجا با ذرات بنیادی بسیار سنگین و برخوردهایی با انرژی فوق‌العاده بالا سروکار داریم.
این نتیجه میگه رفتار کوانتومی حتی در چنین محیط‌های شدید و پرانرژی نیز پابرجاست و می‌تواند راه جدیدی برای مطالعه‌ی هیگز، بوزون‌های Z و برهم‌کنش‌های بنیادی طبیعت فراهم کند.

✨ شاید جذاب‌ترین بخش ماجرا این باشد:
دانشمندان خودِ بوزون Z را مستقیماً نمی‌بینند؛ آن‌ها ردپای واپاشی آن را ثبت می‌کنند و از روی این ردپا، درباره‌ی حالت کوانتومی ذره‌ای که دیگر وجود ندارد، اطلاعات به دست می‌آورند.


📅 تاریخ انتشار خبر: ۱۷ سپتامبر ۲۰۲۶
📍 CERN | LHC
🔗 منبع: CERN

اگه به خوندن کامل این خبر علاقمند شدید میتونید اون‌رو از اینجا مطالعه کنید.

🆔 @BASU_Physics