Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın derinliklerinde, spinleri ayrılmaz biçimde birbirine bağlı olan ağır Z bozonu çiftleri doğuyor. ATLAS işbirliğindeki bilim insanları, Higgs bozonunun bozunumlarını kullanarak bu kuantum dolaşıklığını ilk kez doğrudan ölçtü.
Deney, H → ZZ* → dört lepton sürecine dayanıyor. Her biri 1 spine sahip iki Z bozonu, kütritler — üç düzeyli kuantum sistemleri — gibi davranıyor. Polarizasyonları öyle bağıntılı ki, parçacıklar dedektörün farklı yönlerine dağılsa bile birinin ölçümü diğerinin durumunu anında belirliyor.
Bozunum ürünlerinin açısal dağılımlarının analizi, spin yoğunluk matrisi katsayılarının elde edilmesini sağladı. Elde edilen C_{2,1,2,−1} = −0,71 ± 0,45 ve C_{2,2,2,−2} = 0,08 ± 0,44 değerleri Standart Model'in öngörüleriyle uyuşuyor. Tam açısal dağılıma dayanan ek bir test, ayrılabilir durum hipotezini 4,7 standart sapma güvenilirlikle reddetti.
Daha önce dolaşıklık fotonlarda, elektronlarda ve kuarklarda gözlemlenmişti. Şimdi ise elektrozayıf etkileşim enerjilerinde — yaklaşık 100 GeV düzeyinde — kütleli vektör bozonlar için doğrulandı. Bu temelde farklı bir rejim: burada kiral yapısıyla zayıf kuvvetler iş başında.
Sonuç, Higgs bozonunun diğer bozunum kanallarında ve gelecekteki LHC çalıştırmalarında kuantum bağıntılarının incelenmesine kapı aralıyor. Bu tür ölçümler, kuantum mekaniğinin yüksek enerjilerdeki temel etkileşimlerde nasıl ortaya çıktığına ışık tutabilir.
Keşif, dolaşıklığın mikrodünyanın egzotik bir özelliği değil, insanlığın en güçlü hızlandırıcılarında doğan parçacıkların ayrılmaz bir niteliği olduğunu gösteriyor.
