На коллайдере в ЦЕРН впервые измерили запутанность самых тяжёлых частиц

Исследователи коллаборации ATLAS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН зафиксировали рекордно высокий уровень квантовой запутанности между топ-кварками и антитоп-кварками. Результаты эксперимента были опубликованы в журнале Quanta в ноябре 2025 года.

В ходе эксперимента учёные сталкивали протоны внутри ускорителя, в результате чего образовывались пары топ-кварков и антитоп-кварков. Эти частицы являются самыми тяжёлыми среди известных элементарных частиц — масса топ-кварка составляет около 173 ГэВ/c², что примерно равно массе атома золота. Именно большая масса этих частиц позволяет наблюдать их квантовые свойства: топ-кваркам требуется значительно больше времени для распада по сравнению с лёгкими кварками, что даёт исследователям возможность зафиксировать параметры их запутанности.

Детектор ATLAS расположен на одной из четырёх экспериментальных площадок БАК, кольцевой тоннель которого имеет длину окружности 27 километров и проходит на глубине до 175 метров под границей Швейцарии и Франции. Коллайдер был запущен в 2008 году и с тех пор используется для исследований в области физики высоких энергий.

Полученные данные о квантовой запутанности топ-кварков представляют интерес для развития квантовых вычислений. Квантовые компьютеры используют кубиты, способные находиться в нескольких состояниях одновременно, в отличие от классических битов с двумя состояниями. Высокая степень запутанности частиц является ключевым параметром для повышения эффективности квантовых вычислительных систем.

Источник: Popular Mechanics