Hai boson Z có khối lượng lớn, sinh ra từ sự phân rã của boson Higgs tại Máy gia tốc hạt lớn, đã cho thấy chúng bị rối lượng tử — và đây là lần đầu tiên đo được trực tiếp ở thang năng lượng điện yếu.
Nhóm hợp tác ATLAS tại LHC thuộc CERN (Geneva, Thụy Sĩ) đã phân tích dữ liệu va chạm proton và chọn ra các sự kiện trong đó Higgs phân rã thành một cặp boson Z. Mỗi boson Z sau đó phân rã thành một cặp lepton hoặc quark, để lại những dấu vết đặc trưng trong máy dò. Các nhà khoa học đã tái dựng spin và xung lượng của các hạt, rồi áp dụng các tiêu chí rối lượng tử cho tương quan giữa chúng. Kết quả được công bố trên Physical Review Letters vào tháng Chín năm 2026.
Rối lượng tử ở đây có nghĩa là tính chất của một boson Z liên hệ tức thời với tính chất của boson Z thứ hai, bất kể khoảng cách giữa chúng tại thời điểm đo. Hãy hình dung hai đồng xu được tung lên cùng lúc: khi còn ở trên không, mỗi đồng có thể rơi xuống mặt sấp hoặc mặt ngửa, nhưng ngay khi một đồng rơi xuống mặt sấp, đồng kia nhất định sẽ là mặt ngửa — và đó không phải là sự ngẫu nhiên, mà là mối liên hệ chặt chẽ được thiết lập ngay từ lúc cặp đồng xu ra đời.
Trực giác thông thường mách bảo rằng các hạt có khối lượng lớn như boson Z nhanh chóng mất đi tính chất lượng tử do tương tác với môi trường xung quanh. Tuy nhiên, trong các phân rã của Higgs, rối lượng tử tồn tại đủ lâu để có thể ghi nhận được. Điều này mở ra một chế độ mới để kiểm tra các tương tác cơ bản: giờ đây có thể kiểm chứng cơ học lượng tử không chỉ trên photon hay electron, mà còn trên các boson vector nặng.
Phép đo này xác nhận rằng Mô hình Chuẩn vận hành ở chế độ lượng tử ngay cả đối với các boson chuẩn có khối lượng lớn. Trong tương lai, những dữ liệu như vậy sẽ giúp làm rõ giới hạn áp dụng của lý thuyết trường lượng tử và có thể ảnh hưởng đến việc tìm kiếm các hiện tượng vật lý mới nằm ngoài Mô hình Chuẩn.
Kết quả của nhóm hợp tác ATLAS, được công bố trên Physical Review Letters, cho thấy rằng rối lượng tử có thể được nghiên cứu ở những góc kỳ lạ nhất của vật lý năng lượng cao.
