Kuzatilgan eng yuqori energiyalarda “Yuqori kvarklar” orasidagi kvant chalkashlik  

CERN tadqiqotchilari "yuqori kvarklar" va eng yuqori energiyalar o'rtasidagi kvant chalkashligini kuzatishga muvaffaq bo'lishdi. Bu haqda birinchi marta 2023-yil sentabrida xabar berilgan va shundan beri birinchi va ikkinchi kuzatuvlar bilan tasdiqlangan. Katta adron kollayderida (LHC) hosil bo'lgan "yuqori kvarklar" juftligi chalkashlikni o'rganish uchun yangi tizim sifatida ishlatilgan. 

"Yuqori kvarklar" eng og'ir asosiy zarralardir. Ular tezda parchalanib, uning spinini parchalanish zarralariga o'tkazadilar. Yuqori kvarkning spin orientatsiyasi parchalanish mahsulotlarini kuzatish natijasida aniqlanadi.  

Tadqiqot guruhi 13 teraelektronvolt (1 TeV = 10) energiyada "yuqori kvark" va uning antimateriyasi o'rtasidagi kvant chalkashligini kuzatdi.¹²  eV). Bu bir juft kvarkda (yuqori kvark va antitop kvark) bog'lanishning birinchi kuzatuvi va shu paytgacha bo'lgan bog'lanishning eng yuqori energiyali kuzatuvidir. 

Yuqori energiyadagi kvant chalkashliklari asosan o'rganilmagan. Ushbu rivojlanish yangi tadqiqotlar uchun yo'l ochadi.  

Kvant chigal zarrachalarda bir zarraning holati masofadan va ularni ajratuvchi muhitdan qat'iy nazar boshqalarga bog'liq bo'ladi. Bir zarraning kvant holatini chigallashgan zarralar guruhidagi boshqalarining holatidan mustaqil ravishda tasvirlab bo'lmaydi. Biridagi har qanday o'zgarish boshqalarga ta'sir qiladi. Masalan, pi mezonining yemirilishidan kelib chiqqan elektron va pozitron jufti chigallashgan. Ularning spinlari pi mezonning spiniga qo'shilishi kerak, shuning uchun bir zarraning spinini bilish orqali biz boshqa zarrachaning spinini bilamiz.  

2022-yilda fizika bo‘yicha Nobel mukofoti Alen Aspekt, Jon F. Klauzer va Anton Zaylingerga chigallangan fotonlar bilan tajribalar uchun berildi. 

Kvant chigallashuvi turli xil tizimlarda kuzatilgan. U kriptografiya, metrologiya, kvant ma'lumotlari va kvant hisoblashda ilovalar topdi. 

*** 

Manbalar:  

1. CERN. Press-reliz - CERN da LHC tajribalari kvant chalkashligini hozirgacha eng yuqori energiyada kuzatmoqda. 18-yil 2024-sentabrda chop etilgan https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet  

2. ATLAS hamkorlik. ATLAS detektorida yuqori kvarklar bilan kvant chalkashligini kuzatish. Tabiat 633, 542–547 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z 

*** 

ASOSIY zarrachalar  - Tez qarash

Asosiy zarralar spinga qarab fermionlar va bozonlarga bo'linadi.

[DA]. FERMIONLAR toq yarim butun qiymatlarda spinga ega (½, 3/2, 5/2, ….). Bular materiya zarralari barcha kvark va leptonlardan iborat.   - Fermi-Dirak statistikasini kuzatib boring,   – yarim toq-butun spinga ega   - Pauli istisno printsipiga bo'ysunish, ya'ni ikkita bir xil fermionlar bir xil kvant soniga ega bo'lgan kosmosda bir xil kvant holatini yoki bir xil joyni egallashi mumkin emas. Ikkalasi ham bir yo'nalishda aylana olmaydi, lekin ular qarama-qarshi yo'nalishda aylanishlari mumkin   Fermiyonlarga barcha kvarklar va leptonlar va ularning toq sonidan tuzilgan barcha kompozit zarralar kiradi.  - Kvarklar = olti kvark (yuqoriga, pastga, g'alati, joziba, pastki va yuqori kvarklar).  - Proton va neytron kabi adronlarni hosil qilish uchun birlashing. – Hadronlardan tashqarida kuzatilmaydi.   – Leptonlar = elektronlar + muonlar + tau + neytrino + muon neytrino + tau neytrino.    – “Elektronlar”, “yuqoriga kvarklar” va “past kvarklar” koinotdagi hamma narsaning uchta eng asosiy tarkibiy qismidir.   - Protonlar va neytronlar asosiy emas, lekin "yuqoriga" va "pastga" kvarklardan tashkil topgan. kompozit zarralar. Proton va neytronlarning har biri uchta kvarkdan iborat - proton ikkita "yuqoriga" va bitta "pastga" kvarkdan, neytron esa ikkita "pastga" va bitta "yuqori" kvarkdan iborat. "Yuqoriga" va "pastga" - bu kvarklarning ikkita "lazzatlari" yoki navlari.  - Barionlar uchta kvarkdan tashkil topgan kompozit fermionlar, masalan, proton va neytronlar barionlardir.  - Adronlar faqat kvarklardan tashkil topgan, masalan, barionlar adronlardir.

[B]. BOSONS butun son qiymatlarida spinga ega (0, 1, 2, 3, ….)   – Bozonlar Bose-Eynshteyn statistikasiga amal qiladi; butun sonli spinga ega.   - nomi bilan atalgan Satyendra Nath Bose (1894-1974), u Eynshteyn bilan birga bozon gazining statistik termodinamikasining asosiy g'oyalarini ishlab chiqdi.   - Pauli istisno qilish printsipiga bo'ysunmang, ya'ni, ikkita bir xil bozonlar bir xil kvant soniga ega bo'lgan kosmosda bir xil kvant holatini yoki bir xil joyni egallashi mumkin. Ikkalasi ham bir yo'nalishda aylana oladi,   – Elementar bozonlar foton, glyuon, Z bozon, W bozon va Xiggs bozonidir. Xiggs bozonida spin=0, oʻlchovli bozonlarda (yaʼni, foton, glyuon, Z bozon va W bozonida) spin=1 boʻladi.

[C] KOMPOZIT zarrachalar – Kompozit zarrachalar tarkibiga ko‘ra bozon yoki fermion bo‘lishi mumkin.  – Juft sonli fermiyonlardan tashkil topgan barcha kompozit zarralar bozondir (chunki bozonlar butun spinga, fermionlar esa toq yarim butun spinga ega).   – Barcha mezonlar bozonlardir (chunki hammasi mezonlar teng miqdordagi kvark va antikvarklardan iborat). – Massalari juft boʻlgan barqaror yadrolar bozonlardir, masalan, deyteriy, geliy-4, uglerod-12 va boshqalar.  - Kompozit bozonlar ham Pauli istisno tamoyiliga bo'ysunmaydi.   - Bir kvant holatidagi bir nechta bozonlar birlashib, hosil bo'ladi.Bose-Eynshteyn kondensati (BEC)."

***