Deux bosons Z massifs, nés de la désintégration d'un boson de Higgs au Grand collisionneur de hadrons, se sont révélés quantiquement intriqués — et cela a pu être mesuré directement pour la première fois à l'échelle d'énergie électrofaible.
La collaboration ATLAS au LHC du CERN (Genève, Suisse) a analysé les données de collisions de protons et isolé les événements où le Higgs se désintègre en une paire de bosons Z. Chaque boson Z se désintègre ensuite en une paire de leptons ou de quarks, laissant des traces caractéristiques dans le détecteur. Les scientifiques ont reconstruit les spins et les impulsions des particules, puis ont appliqué des critères d'intrication à leurs corrélations. Les résultats ont été publiés dans Physical Review Letters en septembre 2026.
L'intrication signifie ici que les propriétés d'un boson Z sont instantanément liées aux propriétés du second, indépendamment de la distance qui les sépare au moment de la mesure. Imaginez deux pièces lancées simultanément : tant qu'elles sont en l'air, chacune peut retomber sur pile ou face, mais dès que l'une retombe sur pile, la seconde retombera nécessairement sur face — et ce n'est pas un hasard, mais un lien rigide établi dès la naissance de la paire.
L'intuition ordinaire suggère que les particules massives comme les bosons Z perdent rapidement leurs propriétés quantiques à cause de leur interaction avec l'environnement. Or, dans les désintégrations du Higgs, l'intrication se conserve assez longtemps pour pouvoir être enregistrée. Cela ouvre un nouveau régime de tests des interactions fondamentales : on peut désormais vérifier la mécanique quantique non seulement sur des photons ou des électrons, mais aussi sur des bosons vectoriels lourds.
La mesure confirme que le Modèle standard fonctionne en régime quantique même pour des bosons de jauge massifs. À terme, de telles données aideront à préciser les limites de validité de la théorie quantique des champs et pourraient influencer la recherche de nouveaux phénomènes physiques au-delà du Modèle standard.
Les résultats de la collaboration ATLAS, publiés dans Physical Review Letters, montrent que l'intrication quantique peut être étudiée dans les recoins les plus inattendus de la physique des hautes énergies.
