Primera observación del nudo cuántico de Quark

2024/09/19 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Por primera vez se ha observado el enlace cuántico entre los quarks en el detector ATLAS de LHC. Lo han dado a conocer en la revista Nature.

El enlace cuántico entre los fotones y los electrones (donde los estados cuánticos de las partículas entrelazadas están relacionados, aunque se distribuyen en el espacio) se ha observado mucho a partir de la década de 1960. Estas observaciones se realizan en entornos de baja energía (temperaturas muy frías). Los impactos de las partículas son procesos de mucha mayor energía, y en esas condiciones es mucho más difícil observar los nudos cuánticos. Pues bien, esto es lo que han conseguido en el talkador LHC: observar el enredo de partículas que se forman al colisionar los protones.

Se analizaron cerca de un millón de pares de quarks generados en estos choques, concretamente los pares de quarks t (top o “gaina”), anti-t. Entre las partículas elementales, las más pesadas son los quarks t (miles de veces más pesados que el resto de los quarks) y los quarks anti-t son la antimateria contra ellos. En estos análisis se han encontrado numerosas evidencias de enredamiento, y en el otro detector principal del LHC, el CMS, se ha podido confirmar la observación del encadenamiento entre los quarks.

Los quarks t y anti-t procedentes de un choque de protones tienen una vida muy corta: 10-25 ^segundos. Inmediatamente tienden a formar partículas de vida más larga, pero este proceso es tan rápido que no les da tiempo a perder la información del spin de quarks, y estas partículas originadas guardan esa información de quarks. Eso es lo que han medido y han visto que los spines de los quarks están enredados.