La entrelazación cuántica sobrevive en colisiones extremas en el CERN
Investigadores de la Universidad de Oxford han evidenciado que los bosones Z, partículas masivas y efímeras, pueden estar entrelazados cuánticamente durante las desintegraciones del bosón de Higgs en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN. Este hallazgo confirma la persistencia del fenómeno de la entrelazación cuántica incluso en condiciones extremas.
Entrelazamiento Cuántico en Condiciones Extremas
Un equipo internacional de físicos ha logrado demostrar que uno de los fenómenos más extraños de la física cuántica, el entrelazamiento cuántico, puede mantenerse entre partículas extremadamente pesadas y de corta vida, utilizando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN. Este resultado ha sido publicado en la revista Physical Review Letters.
El entrelazamiento cuántico ocurre cuando dos partículas comparten propiedades de tal manera que la medición de una revela información sobre la otra, independientemente de la distancia que las separe. Este fenómeno ha desafiado la comprensión de la realidad por décadas y es fundamental para tecnologías emergentes como la computación cuántica y las redes de comunicación cuántica ultra seguras.
La Experiencia en el LHC
Para explorar si el entrelazamiento podía sobrevivir en condiciones extremas, los investigadores utilizaron el experimento ATLAS en el LHC, donde se producen colisiones de protones a energías de hasta trece billones de electronvolts. En lugar de estudiar sistemas cuánticos relativamente estables, se centraron en pares de bosones Z, que se generan a partir de la desintegración de bosones de Higgs.
Los bosones Z son partículas masivas que desaparecen casi inmediatamente después de ser creadas. A pesar de esto, el detector ATLAS puede medir con precisión los electrones y muones resultantes de su desintegración, permitiendo a los investigadores reconstruir la información sobre los bosones Z originales y determinar si mostraban las correlaciones esperadas del entrelazamiento cuántico.
Implicaciones del Hallazgo
Este estudio no solo confirma la robustez del entrelazamiento cuántico en condiciones extremas, sino que también abre nuevas posibilidades para aplicar conceptos de la ciencia de la información cuántica en la física de partículas de alta energía. Investigadores como el profesor Alan Barr han sugerido que los colisionadores de partículas pueden ser utilizados para investigar el entrelazamiento cuántico a energías mucho más altas que las empleadas en experimentos cuánticos tradicionales.
Los científicos de la Universidad de Oxford están contribuyendo a las mejoras en el detector ATLAS, lo que se espera que permita la recopilación de conjuntos de datos mucho más grandes, facilitando la investigación de fenómenos cuánticos en energías extremas en el futuro. El estudio "Mediciones del entrelazamiento de pares de bosones Z en desintegraciones de bosones de Higgs en el experimento ATLAS" representa un avance significativo en nuestra comprensión de las leyes fundamentales de la naturaleza.