Kvantna upletenost najčešće se objašnjava pomoću fotona i laboratorijskih eksperimenata na veoma malim energijama. Međutim, fizičari su sada pronašli snažne dokaze da isti neobični princip prirode opstaje i u sudarima čestica pri energijama od više biliona elektronvolti.
Analiza je sprovedena na podacima detektora ATLAS u CERN-u. Naučnici su posmatrali raspad Higsovog bozona na dva Z bozona, koji se potom raspadaju na elektrone ili njihove teže srodnike, mione. Pravci u kojima te čestice izleću omogućavaju istraživačima da rekonstruišu informacije o kvantnom stanju iz kojeg su nastale.
U eksperimentu se ne posmatra nekakva vidljiva nit između dva bozona. Upletenost se prepoznaje kroz statističke korelacije njihovih osobina, posebno spina i uglova raspada. Ako su korelacije snažnije od onoga što bi se očekivalo od nezavisnih čestica, podaci ukazuju na zajedničko kvantno stanje.
Kako navodi Univerzitet u Oksfordu, čiji su istraživači učestvovali u analizi, protoni su se u Velikom hadronskom sudaraču kretali brzinom većom od 99,99 odsto brzine svetlosti. Energija sudara dostizala je 13 biliona elektronvolti, što ovo istraživanje smešta među provere kvantne upletenosti na najvišim do sada ispitanim energetskim skalama.
Z bosoni postoje izuzetno kratko, pa ih nije moguće sačuvati i meriti na način na koji se ispituju fotoni u optičkim laboratorijama. Naučnici zato koriste njihove produkte raspada kao svojevrsne glasnike. Elektroni i mioni nose tragove procesa iz kojeg su nastali, a veliki broj događaja omogućava da se iz njih izdvoji statistički obrazac.
Rezultati su objavljeni u časopisu „Physical Review Letters“. Ovo nije prvi put da se upletenost ispituje u CERN-u: saradnja ATLAS je ranije pronašla njene pokazatelje i u parovima top-kvarkova. Novi rezultat je poseban zato što u središte analize postavlja raspad Higsovog bozona i dva nosioca slabe nuklearne sile.
Istraživanje ne znači da je napravljen uređaj za trenutnu komunikaciju niti da informacije mogu da putuju brže od svetlosti. Kvantna upletenost daje korelacije koje klasična fizika teško može da objasni, ali se ne može koristiti za proizvoljno slanje poruka izvan ograničenja relativnosti.
Najveća vrednost rezultata jeste u proveri kvantne teorije u potpuno drugačijem okruženju. Ukoliko se u budućnosti pojave odstupanja od očekivanih korelacija, ona bi mogla da ukažu na fiziku koju Standardni model ne opisuje.
Za sada, podaci potvrđuju da jedan od najneobičnijih kvantnih fenomena nije ograničen na pažljivo uređene eksperimente na stolu. Njegovi tragovi prisutni su i u kratkotrajnom, ekstremno energičnom svetu koji nastaje kada se protoni sudare duboko ispod zemlje.
S.B.
