顶夸克之间有量子纠缠首得证实，开辟探索世界量子本质的新途径

科技日报记者 刘霞

欧洲核研究中心（CERN）收紧缪子线圈（CMS）根据实验合作组织的报告，为探索世界的量子本质，他们首次确认了已知最重的基本粒子顶夸克之间的量子纠缠。最新一期发表了相关论文。《CMS 杂志物理学分析总结。最新一期发表了相关论文。《CMS 杂志物理学分析总结。

内部的CMS实验设施。

图片来源：CERN

量子纠缠是一种奇怪的量子现象：即使两粒相距甚远，它们也能紧密相连。如果两粒处于两种或两种以上不同状态的叠加状态，就会发生这种情况。测量一对颗粒的性质，如位置、动量或自旋等，会立即影响另一颗颗粒的状态。爱因斯坦曾经生动地将量子纠缠描述为“幽灵般的超距作用”。在量子计算和密码学等领域，量子纠缠已经成为方兴未艾的量子信息科学基础，有望“大显身手”。

在此之前，科学家们已经观察到光子或电子等稳定粒子之间的量子纠缠。顶夸克是粒子物理标准模型中最后一种被发现的基本粒子之一，也是已知最重的基本粒子，使用寿命极短。在最新的研究中，罗切斯特大学物理学教授瑞金娜·德米娜领导的研究团队首次发现，在长距离和高速运动状态下，不稳定的顶夸克和反物质顶夸克之间的自旋纠缠继续存在。

研究小组表示，每个顶夸克的“体重”相当于一个金原子，只能在大型强子撞击机上使用。（LHC）等待大型对撞机产生，因此不太可能用来构建量子计算机。然而，他们的研究表明，顶夸克之间的量子纠缠能持续多久，是否会传递给他们的“下一代”(衰变产物)，以及最终打破纠缠的是什么。

在最初的快速膨胀阶段之后，理论学家认为宇宙处于纠缠状态。德米娜及其同事的新发现可以帮助科学家更好地理解为什么我们在这个世界上失去了量子连接。