अवलोकन गरिएको उच्चतम ऊर्जामा "शीर्ष क्वार्कहरू" बीचको क्वान्टम उलझन  

CERN का अन्वेषकहरूले "शीर्ष क्वार्कहरू" र उच्चतम ऊर्जाहरू बीचको क्वान्टम उलझन अवलोकन गर्न सफल भएका छन्। यो पहिलो पटक सेप्टेम्बर 2023 मा रिपोर्ट गरिएको थियो र पहिलो र दोस्रो अवलोकन द्वारा पुष्टि भयो। लार्ज ह्याड्रन कोलाइडर (LHC) मा उत्पादित "शीर्ष क्वार्कहरू" को जोडीहरू ईन्टिङ्गलमेन्ट अध्ययन गर्न नयाँ प्रणालीको रूपमा प्रयोग गरियो। 

"शीर्ष क्वार्कहरू" सबैभन्दा भारी आधारभूत कणहरू हुन्। तिनीहरू यसको स्पिनलाई यसको क्षय कणहरूमा स्थानान्तरण गर्दै छिट्टै क्षय गर्छन्। शीर्ष क्वार्कको स्पिन अभिमुखीकरण क्षय उत्पादनहरूको अवलोकनबाट अनुमान गरिएको छ।  

अनुसन्धान टोलीले 13 टेराइलेक्ट्रोनभोल्ट (1 TeV=10) को ऊर्जामा "शीर्ष क्वार्क" र यसको एन्टिमेटर समकक्ष बीचको क्वान्टम उलझन अवलोकन गर्यो।¹²  eV)। यो क्वार्कको जोडी (शीर्ष क्वार्क र एन्टिटप क्वार्क) मा इन्टङ्गलमेन्टको पहिलो अवलोकन र हालसम्मको सबैभन्दा उच्च ऊर्जा-उर्जा अवलोकन हो। 

उच्च ऊर्जाहरूमा क्वान्टम उलझन धेरै हदसम्म अनपेक्षित रहेको छ। यो विकासले नयाँ अध्ययनको लागि मार्ग प्रशस्त गर्दछ।  

क्वान्टम इन्टेन्ग्ल्ड कणहरूमा, एक कणको अवस्था अन्यमा निर्भर हुन्छ, चाहे दूरी र माध्यमले तिनीहरूलाई छुट्याए पनि। एउटै कणको क्वान्टम अवस्थालाई अन्योन्याश्रित कणहरूको समूहमा रहेको अवस्थाबाट स्वतन्त्र रूपमा वर्णन गर्न सकिँदैन। एउटामा भएको परिवर्तनले अरूलाई असर गर्छ। उदाहरणका लागि, पाइ मेसनको क्षयबाट उत्पन्न हुने इलेक्ट्रोन र पोजिट्रोन जोडी अलमलिएका छन्। तिनीहरूको स्पिनले पाइ मेसनको स्पिनमा जोड्नु पर्छ त्यसैले एउटा कणको स्पिन थाहा पाएर, हामीलाई अर्को कणको स्पिनको बारेमा थाहा छ।  

2022 मा, भौतिकशास्त्रको नोबेल पुरस्कार एलेन एस्पेक्ट, जोन एफ क्लाउजर र एन्टोन जेलिङ्गरलाई एट्याङ्गल्ड फोटोनहरूको प्रयोगका लागि प्रदान गरिएको थियो। 

क्वान्टम उलझन प्रणाली को एक विस्तृत विविधता मा अवलोकन गरिएको छ। यसले क्रिप्टोग्राफी, मेट्रोलोजी, क्वान्टम जानकारी र क्वान्टम गणनामा अनुप्रयोगहरू फेला पारेको छ। 

*** 

सन्दर्भ:  

1. CERN। प्रेस विज्ञप्ति - CERN मा LHC प्रयोगहरूले अहिलेसम्म उच्चतम ऊर्जामा क्वान्टम उलझन अवलोकन गर्दछ। 18 सेप्टेम्बर 2024 मा प्रकाशित। मा उपलब्ध छ https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet  

2. ATLAS सहयोग। ATLAS डिटेक्टरमा शीर्ष क्वार्कहरूसँग क्वान्टम उलझनको अवलोकन। प्रकृति ६३३, ५४२–५४७ (२०२४)। https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z 

*** 

आधारभूत कणहरू  - एक द्रुत नजर

आधारभूत कणहरूलाई स्पिनको आधारमा फर्मियन र बोसनहरूमा वर्गीकृत गरिन्छ।

[A]। FERMIONS सँग बिजोड आधा पूर्णांक मानहरूमा स्पिन हुन्छ (½, 3/2, 5/2, ....)। यी हुन् पदार्थ कणहरू सबै क्वार्क र लेप्टन मिलेर बनेको छ।   - फर्मी-डिराक तथ्याङ्कहरू पछ्याउनुहोस्,   - आधा-विजोड-पूर्णांक स्पिन छ   - पाउली बहिष्करण सिद्धान्त पालना गर्नुहोस्, अर्थात्, दुई समान फर्मियनहरूले एउटै क्वान्टम अवस्था वा अन्तरिक्षमा एउटै क्वान्टम नम्बरको स्थान ओगट्न सक्दैनन्। तिनीहरू दुवै एउटै दिशामा घुम्न सक्दैनन्, तर तिनीहरू विपरीत दिशामा घुम्न सक्छन्   फर्मियनहरूले सबै क्वार्क र लेप्टनहरू, र यिनीहरूको विषम संख्याबाट बनेका सबै मिश्रित कणहरू समावेश गर्दछ।  - क्वार्क्स = छ क्वार्कहरू (माथि, तल, अजीब, आकर्षण, तल र शीर्ष क्वार्कहरू)।  - प्रोटोन र न्यूट्रोन जस्ता ह्याड्रनहरू बनाउन संयोजन गर्नुहोस्। - हेड्रोन बाहिर अवलोकन गर्न सकिँदैन।   - लेप्टन = इलेक्ट्रोन + म्युऑन + टाउ + न्यूट्रिनो + म्युओन न्यूट्रिनो + टाउ न्यूट्रिनो।    - 'इलेक्ट्रोन्स', 'अप क्वार्क' र 'डाउन क्वार्क्स' ब्रह्माण्डमा भएका सबै चीजका तीनवटा सबैभन्दा आधारभूत घटक हुन्।   - प्रोटोन र न्यूट्रोनहरू आधारभूत होइनन् तर 'अप क्वार्क' र 'डाउन क्वार्क' मिलेर बनेका हुन्छन्। मिश्रित कणहरू। प्रोटोन र न्यूट्रोन प्रत्येक तीनवटा क्वार्कबाट बनेका हुन्छन् - प्रोटोनमा दुई "अप" क्वार्क र एउटा "डाउन" क्वार्क हुन्छ भने न्यूट्रोनमा दुई "डाउन" र एउटा "अप" हुन्छ। "अप" र "डाउन" क्वार्कका दुई "फ्लेवर्स" वा प्रजातिहरू हुन्।  - ब्यारिन्स तीन क्वार्कहरू मिलेर बनेको कम्पोजिट फर्मियनहरू हुन्, जस्तै, प्रोटोन र न्यूट्रोनहरू ब्यारिऑन हुन्  - ह्याड्रन्स क्वार्कहरू मात्र बनेका हुन्छन्, उदाहरणका लागि, ब्यारियनहरू हेड्रनहरू हुन्।

[ख]। BOSONS मा पूर्णांक मानहरू (0, 1, 2, 3, ....) मा स्पिन हुन्छ।   - बोसनहरूले बोस-आइन्स्टाइन तथ्याङ्कहरू पछ्याउँछन्; पूर्णांक स्पिन छ।   - नामाकरण गरिएको सत्येन्द्र नाथ बोस (1894-1974), जसले आइन्स्टाइनसँग मिलेर बोसन ग्यासको सांख्यिकीय थर्मोडाइनामिक्सको पछाडि मुख्य विचारहरू विकास गरे।   - पाउली बहिष्करण सिद्धान्त पालन नगर्नुहोस्, अर्थात्, दुई समान बोसनहरूले एउटै क्वान्टम अवस्था वा अन्तरिक्षमा एउटै क्वान्टम संख्यामा एउटै स्थान ओगट्न सक्छन्। तिनीहरू दुवै एउटै दिशामा घुम्न सक्छन्,   - प्राथमिक बोसोन फोटान, ग्लुओन, जेड बोसोन, डब्ल्यू बोसोन र हिग्स बोसोन हुन्। हिग्स बोसनमा स्पिन = ० हुन्छ जबकि गेज बोसनहरू (अर्थात, फोटोन, ग्लुओन, Z बोसन, र डब्ल्यू बोसन) स्पिन = 0 हुन्छन्।

[सी] मिश्रित कणहरू - कम्पोजिट कणहरू बोसोन वा फर्मियन हुन सक्छन् तिनीहरूको घटकको आधारमा।  - सम संख्यामा फर्मियनहरू मिलेर बनेका सबै कम्पोजिट कणहरू बोसोन हुन् (किनभने बोसनहरूमा पूर्णांक स्पिन हुन्छ र फर्मियनहरूमा विषम आधा-पूर्णांक स्पिन हुन्छ)।   - सबै मेसनहरू बोसन हुन् (किनभने सबै मेसनहरू (यीहरू बराबर संख्यामा क्वार्क र एन्टिक्वार्कहरू मिलेर बनेका हुन्छन्)। – समान द्रव्यमान संख्या भएका स्थिर केन्द्रकहरू बोसनहरू हुन् जस्तै, ड्युटेरियम, हेलियम-४, कार्बन-१२ आदि।  - कम्पोजिट बोसनहरूले पनि पाउली बहिष्करण सिद्धान्त पालन गर्दैनन्।   - एउटै क्वान्टम स्टेटमा धेरै बोसनहरू मिलेर बन्छन् "बोस-आइन्स्टाइन कन्डेनसेट (BEC)।"

***