Два массивных Z-бозона, рождённые в распаде бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере, оказались квантово запутанными — и это впервые удалось измерить напрямую на электрослабом масштабе энергий.
Коллаборация ATLAS на LHC в ЦЕРНе (Женева, Швейцария) проанализировала данные столкновений протонов и выделила события, где Хиггс распадается на пару Z-бозонов. Каждый Z-бозон затем распадается на пару лептонов или кварков, оставляя характерные следы в детекторе. Учёные реконструировали спины и импульсы частиц, а затем применили критерии запутанности к их корреляциям. Результаты опубликованы в Physical Review Letters в сентябре 2026 года.
Запутанность здесь означает, что свойства одного Z-бозона мгновенно связаны со свойствами второго, независимо от расстояния между ними в момент измерения. Представьте две монеты, подброшенные одновременно: пока они в воздухе, каждая может выпасть орлом или решкой, но как только одна приземлится орлом, вторая обязательно окажется решкой — и это не случайность, а жёсткая связь, установленная ещё в момент рождения пары.
Обычная интуиция подсказывает, что массивные частицы вроде Z-бозонов быстро теряют квантовые свойства из-за взаимодействия с окружающей средой. Однако в распадах Хиггса запутанность сохраняется достаточно долго, чтобы её удалось зарегистрировать. Это открывает новый режим тестов фундаментальных взаимодействий: теперь можно проверять квантовую механику не только на фотонах или электронах, но и на тяжёлых векторных бозонах.
Измерение подтверждает, что Стандартная модель работает в квантовом режиме даже для массивных калибровочных бозонов. В перспективе такие данные помогут уточнить границы применимости квантовой теории поля и могут повлиять на поиск новых физических явлений за пределами Стандартной модели.
Результаты коллаборации ATLAS, опубликованные в Physical Review Letters, показывают, что квантовую запутанность можно изучать в самых неожиданных уголках физики высоких энергий.
