На LHC уперше спіймали квантову заплутаність між Z-бозонами з розпаду бозона Хіггса

Квантова заплутаність — це коли дві частинки зі спільним походженням залишаються пов'язаними незалежно від відстані між ними: вимірявши властивості однієї, миттєво дізнаємося щось і про другу. Саме через це Альберт Ейнштейн охрестив явище «моторошною дією на відстані». На ньому тримаються квантовий зв'язок і квантові обчислення — зокрема, можливість виконувати кілька розрахунків паралельно.

Доти залишалося незрозумілим, чи зберігається заплутаність у частинок, які живуть лічені секунди. Експеримент на LHC дав відповідь: так. Коли протони стикаються на швидкості 99,99 % від швидкості світла, народжується бозон Хіггса — частинка, відповідальна за масу інших елементарних частинок. Далі він може розпастися на два Z-бозони, а ті — на електрони чи мюони. Самі Z-бозони зникають практично миттєво, тож їхні властивості доводиться відновлювати за продуктами розпаду.

Саме так дослідники й побачили, що Z-бозони в парі заплутані. Результати опубліковано в журналі Physical Review Letters.

Практичний вимір відкриття — у тому, що воно розширює межі застосування заплутаності за межі звичних стабільних систем і додає аргументів тим, хто працює над квантовим зв'язком і квантовими комп'ютерами. Для фізиків це ще й сигнал, що заплутаність можна вивчати навіть у надкороткоживучих станах, які раніше здавалися надто швидкоплинними для таких вимірювань.