Entanglement Quantum trà "Top Quarks" à l'Energie più Alte Osservate  

I circadori di u CERN anu riesciutu à osservà l'entanglement quantisticu trà "quarks top" è à e energie più alte. Questu hè statu infurmatu per a prima volta in settembre 2023 è dapoi cunfirmatu da una prima è a seconda osservazione. I pariglii di "quarks top" pruduciuti in u Large Hadron Collider (LHC) sò stati utilizati com'è un novu sistema per studià l'entanglement. 

I "quarks top" sò i particeddi fundamentali più pesanti. Decadenu rapidamente trasferendu u so spinu à e so particelle di decadenza. L'orientazione di spin di u quark top hè inferitu da l'osservazione di i prudutti di decadenza.  

U squadra di ricerca hà osservatu l'intricatu quantum trà un "quark top" è u so omologu di antimateria à una energia di 13 teraelectronvolts (1 TeV = 10).¹²  eV). Questa hè a prima osservazione di l'entanglement in un paru di quarks (top quark è antitop quark) è l'osservazione di a più alta energia di l'entanglement finu à avà. 

L'entanglement quantisticu à alte energie hè statu largamente inesploratu. Stu sviluppu apre a strada per novi studii.  

In particeddi quantum entangled, u statu di una particella dipende da l'altri, indipendentemente da a distanza è u mediu chì li separa. U statu quantum di una particella ùn pò esse discrittu indipindente da u statu di l'altri in u gruppu di particeddi intricati. Ogni cambiamentu in unu, influenza l'altri. Per esempiu, un coppiu di l'elettroni è di positroni urigginati da a decadenza di un mesone pi sò intrecciati. I so spins duveranu aghjunghje à u spin di u pi meson per quessa, sapendu u spin di una particella, sapemu di u spin di l'altra particella.  

In u 2022, u Premiu Nobel in Fisica hè statu attribuitu à Alain Aspect, John F. Clauser è Anton Zeilinger per esperimenti cù fotoni intrecciati. 

L'entanglement quantum hè statu osservatu in una larga varietà di sistemi. Hà trovu applicazioni in criptografia, metrologia, informazione quantistica è computazione quantistica. 

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Da vede:  

1. CERN. Comunicatu di stampa - L'esperimenti di LHC à u CERN osservanu l'intricatu quantum à a più alta energia mai. Publicatu u 18 di sittembri 2024. Disponibile à https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet  

2. A Cullaburazione ATLAS. Osservazione di l'entanglement quantisticu cù i quark top à u detector ATLAS. Natura 633, 542-547 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z 

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PARTICULI FUNDAMENTALI  - Una vista rapida

I particeddi fundamentali sò classificati in Fermioni è Bosoni basatu nantu à spin.

[AT]. I FERMIONS anu spin in valori interi dispari (½, 3/2, 5/2, ....). Quessi sò particelle di materia composta da tutti i quark e leptoni.   - seguite e statistiche di Fermi-Dirac,   - avè un spin integer mezzu disparu   – ubbidì à u principiu di sclusione di Pauli, vale à dì, dui fermioni idèntica ùn ponu occupà u listessu statu quantum o u listessu locu in u spaziu cù u listessu numeru quantum. Ùn ponu micca tutti dui spin in a listessa direzzione, ma ponu spin in a direzzione opposta   I fermioni includenu tutti i quarks è i leptoni, è tutte e particeddi composti fatti di un numeru imparu di questi.  - Quark = sei quarks (up, down, strange, charm, bottom and top quarks).  - Unisce per furmà adroni cum'è protoni è neutroni. - Ùn pò esse osservatu fora di l'adroni.   – Leptoni = elettroni + muoni + tau + neutrinu + muone neutrinu + tau neutrinu.    - "Elettroni", "quark up" è "quark down" i trè cumpunenti più fundamentali di tuttu in l'universu.   - I protoni è i neutroni ùn sò micca fundamentali, ma sò custituiti da "quark up" è "quark down" per quessa sò particelle cumposti. I protoni è i neutroni sò ognuna fatta di trè quarks - un protone hè custituitu da dui quark "up" è un quark "down", mentre chì un neutrone cuntene dui "down" è unu "up". "Up" è "down" sò dui "Sapori", o variità, di quarks.  - Barioni sò fermioni cumposti fatti di trè quark, per esempiu, protoni è neutroni sò barioni  - Hadroni sò cumposti solu di quarks, per esempiu, i barioni sò adroni.

[B]. BOSONS anu spin in valori interi (0, 1, 2, 3, ....)   - Bosoni seguitanu statistiche Bose-Einstein; avè un spin integer.   - chjamatu dopu Satyendra Nath Bose (1894-1974), chì, cù Einstein, hà sviluppatu l'idee principali daretu à a termodinamica statistica di un gasu bosonicu.   – ùn ubbidisce u principiu di sclusione Pauli, vale à dì, dui bosoni idèntica pò occupà u listessu statu quantum o u listessu locu in u spaziu cù u listessu numeru quantum. Puderanu tramindui spin in a listessa direzzione,   - I bosoni elementari sò u fotoni, u gluone, u bosonu Z, u bosonu W è u bosone di Higgs. U bosone di Higgs hà spin = 0 mentre i bosoni gauge (vale à dì, u fotone, u gluone, u boson Z è u boson W) anu spin = 1.

[C] PARTICELLE COMPOSITE – I particeddi cumposti ponu esse bosoni o fermioni sicondu i so custituenti.  - Tutti i particeddi cumposti custituiti da un numeru pari di fermioni hè un bosonu (perchè i bosoni anu un spin interu è i fermioni anu un spin half-interu disparu).   – Tutti i mesoni sò bosoni (perchè tutti mesoni sò fatti di un numeru uguale di quark è antiquark). – I nuclei stabili cù numeri di massa pari sò i bosoni, per esempiu, deuteriu, eliu-4, Carboniu -12 ecc.  – I bosoni cumposti dinù ùn ubbidisci principiu esclusioni Pauli.   - Diversi bosoni in u listessu statu quantum si uniscenu per furmà "Condensatu di Bose-Einstein (BEC).

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