Wielkie odkrycie związane z najcięższą cząstką podstawową. Naukowcy przetestowali splątanie kwantowe

Kwark t, określany również mianem wysokiego, jest najcięższą cząstką podstawową znaną nauce. Dzięki eksperymentom zorganizowanym przez przedstawicieli Uniwersytetu w Rochester wiemy, czy splątanie kwantowe może utrzymać się między dwoma takimi kwarkami. 
Wielkie odkrycie związane z najcięższą cząstką podstawową. Naukowcy przetestowali splątanie kwantowe

Już samo splątanie kwantowe jest zjawiskiem niezwykle interesującym, ponieważ otwiera drzwi chociażby do niezwykle zaawansowanej komunikacji. Podstawowym aspektem splątania kwantowego jest to, że pomiar właściwości jednej z cząstek wpływa na stan drugiej. Dzieje się tak bez względu na to, jak bardzo ta cząstka jest oddalona od swojej towarzyszki. 

Czytaj też: Bateria kwantowa zachwyca nie tylko pojemnością. To projekt polskich naukowców

W praktyce oznacza to, iż stan jednej splątanej cząstki jest nierozerwalnie połączony z drugim. To wręcz trudne do wyobrażenia, ponieważ taka zależność mogłaby wystąpić na przykład przy dystansie wynoszącym miliardy lat świetlnych. Do tej pory splątanie kwantowe obserwowano w przypadku stabilnych cząstek pokroju fotonów i elektronów. Te niestabilne, takie jak właśnie kwarki górne, pozostawały niezbadane.

Dążąc do rozwikłania zagadki, przedstawiciele amerykańskiej uczelni zorganizowali eksperyment, w ramach którego potwierdzili, że splątanie utrzymuje się pomiędzy niestabilnymi kwarkami górnymi a ich odpowiednikami z antymaterii. Miało to miejsce na odległościach większych od obejmujących informacje przesyłane z prędkością światła. Co istotne, członkowie zespołu badawczego odnotowali korelację spinową pomiędzy cząstkami.

Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych postanowili przekonać się, czy splątanie kwantowe będzie możliwe w przypadku tzw. kwarka wysokiego

I choć pomysłodawcami całego przedsięwzięcia byli Amerykanie, to sam eksperyment miał miejsce w Europie. Dokładniej rzecz ujmując, na terenie CERN, czyli Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych. Osiągnięcia autorów są istotne choćby ze względu na fakt, że torują one drogę do – jak wyjaśniają sami zainteresowani – badania kwantowej natury wszechświata przy energiach znacznie przekraczających dotychczas dostępne.

I choć kwarki t raczej nie zostaną wykorzystane do projektowania komputerów kwantowych, to świetnie sprawdzają się w eksperymentach napędzanych przez Wielki Zderzacz Hadronów, rozpędzający cząstki do ogromnych prędkości w celu generowania ich kolizji. Kwarki wysokie mogą być zarazem źródłem cennych informacji na temat splątania kwantowego i tego, jak długo może się utrzymywać bądź dlaczego zostaje zerwane.

Czytaj też: Fizycy wysłali fotony w chmurę gazu. Materia aż zawirowała

W myśl jednej z hipotez wkrótce po Wielkim Wybuchu wszechświat znajdował się w stanie splątanym. W pewnym momencie zjawisko to zostało przerwane, a jeśli faktycznie tak było, to naukowcy chcieliby ustalić, co do tego doprowadziło. Dzięki ostatnim dokonaniom wykonali kolejny krok w kierunku rozwikłania zagadki. A nawet jeśli nie uda im się uzyskać odpowiedzi na to konkretne pytanie, to wciąż w grę wchodzi kilka innych, takich jak kwestie szyfrowania informacji oraz wykonywania zaawansowanych obliczeń.