Сегодня 22 декабря 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные впервые квантово запутали топ-кварки — исполинов среди всех обнаруженных элементарных частиц

Топ-кварки или t-кварки, были обнаружены всего 30 лет назад. Они чрезвычайно массивны по сравнению с остальными элементарными частицами Стандартной модели. Это делает их уникальными и загадочными, открывая перспективы для новых открытий в области физики — неизвестных взаимодействий или частиц. Раскрывая секреты топ-кварков, учёные впервые смогли квантово запутать их пары, что произошло на Большом адронном коллайдере без экстремального охлаждения среды.

 Художественное представление пары запутанных топ-кварков. Источник изображения: CERN

Художественное представление пары запутанных топ-кварков. Источник изображения: CERN

До сих пор исследователи создавали квантовую запутанность лёгких частиц в условиях низких энергий. Обычно это были фотоны. Квантовая запутанность означает, что мы можем узнать некоторые квантовые свойства одной частицы (например, фотона) по детектируемым свойствам другой частицы из запутанной пары, даже если первая находится на краю Вселенной. При этом никакой передачи информации или энергии не происходит. Нам просто становятся известны определённые квантовые характеристики фотона из запутанной пары.

Топ-кварки — это частицы совершенно другого масштаба по массе и энергии. Они были открыты последними из шести типов кварков. Масса топ-кварка в 184 раза превышает массу протона и, например, значительно больше массы атома вольфрама. Запутать пару топ-кварков — значит выйти на энергетический уровень выше 10 ТэВ (тераэлектронвольт). В случае фотонов или других лёгких частиц (фотоны не имеют массы) для предотвращения разрушения квантовых состояний и запутанности экспериментальные системы охлаждаются до абсолютного нуля, чтобы минимизировать все внутренние колебания. Это известная проблема квантовых вычислений, которые страдают от короткого времени когерентности.

Для запутывания пар топ-кварков этого не потребовалось. Авторы исследования из коллаборации ATLAS создали необходимые для этого условия в процессе эксперимента на коллайдере БАК. Статья о работе вышла в журнале Nature. Похожую работу независимо также проделали учёные из коллаборации CMS, но их работа пока есть лишь на сайте препринтов arXiv.orgc.

Топ-кварки, благодаря своим свойствам, оказались удобным объектом для изучения запутанности с использованием относительно простых средств, по сравнению с другими случаями, и при этом на совершенно новом уровне энергий. Хотя стоит признать, что Большой адронный коллайдер трудно назвать «подручным инструментом», это вряд ли позволит в ближайшее время перевести эксперименты с топ-кварками в практическую плоскость квантовых вычислений или криптографии. Тем не менее, изучение квантовой запутанности на столь высокой энергетической ступени — это не просто шаг вперёд, это прорыв!

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Вышел первый настольный компьютер Copilot+PC — Asus NUC 14 Pro AI на чипе Intel Core Ultra 9 2 ч.
Foxconn немного охладела к покупке Nissan, но вернётся к этой теме, если слияние с Honda не состоится 7 ч.
В следующем году выйдет умная колонка Apple HomePod с 7-дюймовым дисплеем и поддержкой ИИ 8 ч.
Продажи AirPods превысили выручку Nintendo, они могут стать третьим по прибыльности продуктом Apple 8 ч.
Прорывы в науке, сделанные ИИ в 2024 году: археологические находки, разговоры с кашалотами и сворачивание белков 16 ч.
Arm будет добиваться повторного разбирательства нарушений лицензий компанией Qualcomm 20 ч.
Поставки гарнитур VR/MR достигнут почти 10 млн в 2024 году, но Apple Vision Pro занимает лишь 5 % рынка 22 ч.
Первая частная космическая станция появится на два года раньше, но летать на неё будет нельзя 23 ч.
В США выпущены федеральные нормы для автомобилей без руля и педалей 24 ч.
Для невыпущенного суперчипа Tachyum Prodigy выпустили 1600-страничное руководство по оптимизации производительности 21-12 14:00