Root NationNotiziaGiornale informaticoIl Large Hadron Collider ha fatto una scoperta rivoluzionaria sulle coppie di quark top

Il Large Hadron Collider ha fatto una scoperta rivoluzionaria sulle coppie di quark top

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L'esperimento ATLAS al Large Hadron Collider (LHC) ha effettuato la prima osservazione della massima energia di entanglement nei quark top e antitop a 13 TeV. L'entanglement, una straordinaria previsione della fisica, collega oggetti distanti come se fossero collegati. Tradizionalmente osservato nei fotoni e nelle basse energie, questo fenomeno è stato ora scoperto in coppie di quark top, le particelle più pesanti conosciute.

L’esperimento ATLAS al Large Hadron Collider di Ginevra ha fatto questa scoperta rivoluzionaria, ampliando la portata dell’entanglement rispetto agli esempi precedenti. I ricercatori affermano di aver misurato l’entanglement di spin con alta precisione utilizzando dati provenienti da collisioni di protoni ad alta energia. Questa è la prima osservazione di tale entanglement nei quark e al più alto livello energetico.

Nella vita di tutti i giorni, pensiamo agli oggetti come separati o interconnessi. Tuttavia, gli oggetti impigliati non sono né veramente separati né fisicamente correlati; la misurazione di un oggetto rivela immediatamente informazioni su un altro, anche se sono distanti.

Il Large Hadron Collider ha fatto una scoperta rivoluzionaria sulle coppie di quark top

I ricercatori hanno dimostrato questo fenomeno usando l’esempio dei fotoni, ed è un concetto chiave nella fisica quantistica. Secondo il team, mentre la fantascienza popolare come il “problema dei tre corpi” suggerisce di utilizzare l’entanglement per comunicazioni più veloci della luce, secondo la teoria quantistica ciò è impossibile.

L’entanglement, dimostrato per la prima volta con i fotoni negli anni ’1980, è ora utilizzato in tecnologie come l’informatica quantistica. Recenti progressi da Ginevra lo hanno esteso ai quark top ad alta energia, la prima osservazione dell’entanglement a livelli energetici così estremi.

La materia è costituita da molecole, costituite da atomi, con gli elettroni che ruotano attorno a un nucleo denso, un concetto coniato nel 1911. Il nucleo contiene protoni e neutroni e negli anni '1970 si scoprì che erano costituiti da quark, sei tipi in totale. Tra questi, il quark "top" è il più pesante, pesa circa 184 volte più di un protone e persino più pesante di un atomo di tungsteno. Le sue enormi dimensioni rimangono inspiegabili ed sono oggetto di intensi studi presso il Large Hadron Collider.

I ricercatori, compresi quelli che lavorano all'esperimento ATLAS a Sydney, stanno studiando se una massa così grande potrebbe essere causata da forze sconosciute o rivelare nuove leggi della fisica, poiché le attuali leggi della fisica sembrano incomplete. L'esperimento ATLAS al Large Hadron Collider, che studia i quark top e antitop prodotti nelle collisioni di protoni a 13 TeV, ha reso possibile osservare l'entanglement alle energie più elevate fino ad oggi.

Il Large Hadron Collider ha fatto una scoperta rivoluzionaria sulle coppie di quark top

I ricercatori sono stati in grado di identificare l’entanglement di spin misurando un angolo specifico tra i leptoni carichi delle coppie di quark. Concentrandosi su particelle stabili per ridurre al minimo gli errori nei modelli di simulazione, questa misurazione, effettuata vicino alla barriera di nascita del quark top-antitopo, aiuta a garantire la precisione.

Con un alto grado di affidabilità, il risultato ha mostrato un valore significativo del marcatore di confusione D = -0,537. Questa è la prima volta che l’entanglement dei quark viene osservato a energie così elevate.

Il gruppo sostiene che l’entanglement non è specifico dei quark top, ma piuttosto un fenomeno diffuso nella fisica quantistica. Sebbene l'entanglement possa verificarsi in una varietà di sistemi, si tratta di un processo delicato che viene spesso studiato a temperature estremamente basse per evitare perturbazioni.

Poiché il quark top ha una massa significativa, può essere utilizzato per studiare l’entanglement in modo più efficace rispetto agli altri cinque tipi di quark. Tuttavia, a causa delle dimensioni del Large Hadron Collider, le coppie di quark top non sono utili per la tecnologia di tutti i giorni.

Nonostante ciò, gli scienziati affermano che i quark top sono un utile strumento sperimentale e che lo studio dell’entanglement è ancora affascinante, incoraggiando ulteriori ricerche per trarre nuove conclusioni.

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