2022 yılında Nobel Fizik Ödülü, Alain Aspect, John F. Clauser ve Anton Zeilinger’a, kuantum dolanıklığına dair yaptıkları deneylerle verildi. Bu deneyler, CERN teorisyeni John Bell’in öngördüğü dolanıklık fenomenini doğruladı ve kuantum bilgi biliminin temelini attı. Ancak, kuantum dolanıklığı, şimdiye kadar yüksek enerjili parçacık çarpıştırıcılarında büyük ölçüde incelenmemişti.

ATLAS iş birliği, 2023’te Nature dergisinde yayımlanan bir makalede, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (LHC) ilk kez kuantum dolanıklığını gözlemlediğini duyurdu. Bu gözlem, temel parçacıklar olan top kuarkları arasında ve şimdiye kadar ki en yüksek enerjide gerçekleşti. CMS iş birliği de bu bulguyu iki farklı gözlemle doğruladı.

Fizikçiler, top kuarkları ve antimadde karşıtları arasındaki dolanıklığı, proton-proton çarpışmalarından elde edilen verilerde inceledi. Top kuarkları, evrendeki bilinen en ağır temel parçacıklar ve hızla başka parçacıklara bozunurlar. Kuarkların dolanıklığını anlamak için bu bozunma ürünlerinin yönelimleri incelendi. ATLAS ve CMS ekipleri, top kuark çiftlerinin bozunma ürünlerinin yayılma açılarını ölçerek kuarkların spinlerinin dolanık olduğunu gözlemledi. Bu gözlemler, deneysel etkiler düzeltilerek analiz edildi ve beş standart sapma düzeyinde anlamlı sonuçlar elde edildi. Bu gözlem, kuantum dolanıklığının yeni bir parçacık sisteminde ve yüksek enerjilerde incelenmesine olanak tanıyor. Böylece Standart Model’in yeni yönleri araştırılabilecek ve mevcut fizik ötesinde olabilecek yeni fiziksel olgular keşfedilebilecek.

Kaynak:
The ATLAS Collaboration. Observation of quantum entanglement with top quarks at the ATLAS detector. Nature 633, 542–547 (2024).
 https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z