Kuunganishwa kwa Quantum kati ya "Quarks za Juu" kwa Nguvu za Juu Zaidi Zinazozingatiwa.  

Watafiti katika CERN wamefaulu kuangalia msongamano wa quantum kati ya "top quarks" na kwa nguvu za juu zaidi. Hii iliripotiwa kwa mara ya kwanza mnamo Septemba 2023 na tangu kuthibitishwa na uchunguzi wa kwanza na wa pili. Jozi za "top quarks" zinazozalishwa katika Large Hadron Collider (LHC) zilitumika kama mfumo mpya wa kusoma entanglement. 

"Quarks za juu" ni chembe nzito za kimsingi. Wao huoza haraka na kuhamisha msokoto wake hadi kwenye chembe zake za kuoza. Mwelekeo wa spin wa quark wa juu unatokana na uchunguzi wa bidhaa za kuoza.  

Timu ya utafiti iliona msongamano wa quantum kati ya "top quark" na mwenzake wa antimatter kwa nishati ya teraelectronvolts 13 (1 TeV=10¹²  eV). Huu ni uchunguzi wa kwanza wa msongamano katika jozi ya quarks (top quark na antitop quark) na uchunguzi wa juu zaidi wa nishati hadi sasa. 

Uingizaji wa kiasi kwa nguvu nyingi umebakia kwa kiasi kikubwa bila kuchunguzwa. Maendeleo haya yanafungua njia kwa masomo mapya.  

Katika chembe zilizonaswa kwa kiasi, hali ya chembe moja inategemea zingine bila kujali umbali na kati kuzitenganisha. Hali ya quantum ya chembe moja haiwezi kuelezewa kwa kujitegemea hali ya wengine katika kundi la chembe zilizopigwa. Mabadiliko yoyote katika moja, huathiri wengine. Kwa mfano, jozi ya elektroni na positroni zinazotokana na kuoza kwa pi meson zimenaswa. Mizunguko yao lazima ijumuishe hadi msokoto wa pi meson kwa hivyo kwa kujua msokoto wa chembe moja, tunajua kuhusu mzunguuko wa chembe nyingine.  

Mnamo 2022, Tuzo ya Nobel ya Fizikia ilitunukiwa Alain Aspect, John F. Clauser na Anton Zeilinger kwa majaribio ya fotoni zilizonaswa. 

Uingizaji wa quantum umezingatiwa katika mifumo mbali mbali. Imepata programu katika kriptografia, metrology, habari ya quantum na hesabu ya quantum. 

*** 

Marejeo:  

1. CERN. Taarifa kwa vyombo vya habari - Majaribio ya LHC katika CERN yanaona msongamano wa kiasi kwa nishati ya juu zaidi. Ilichapishwa 18 Septemba 2024. Inapatikana kwa https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet  

2. Ushirikiano wa ATLAS. Uchunguzi wa msongamano wa quantum na quark za juu kwenye kigunduzi cha ATLAS. Nature 633, 542–547 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z 

*** 

SEHEMU ZA MSINGI  - Muonekano wa haraka

Chembe za kimsingi zimeainishwa katika Fermions na Bosons kulingana na spin.

[KATIKA]. FERMIONS zina mzunguko katika thamani zisizo za kawaida nusu kamili (½, 3/2, 5/2, ....). Hizi ni chembe chembe inayojumuisha quarks zote na leptoni.   - kufuata takwimu za Fermi-Dirac,   - kuwa na mzunguko wa nusu-isiyo ya kawaida-jumla   - kutii kanuni ya kutengwa ya Pauli, yaani, fermions mbili zinazofanana haziwezi kuchukua hali sawa ya quantum au eneo sawa katika nafasi na nambari ya quantum sawa. Haziwezi kuzunguka kwa mwelekeo mmoja, lakini zinaweza kuzunguka kwa mwelekeo tofauti   Fermions ni pamoja na quark na leptoni zote, na chembe zote za mchanganyiko zilizoundwa na idadi isiyo ya kawaida ya hizi.  - Quark = quarks sita (juu, chini, ajabu, charm, chini na quarks juu).  - Unganisha kuunda hadroni kama vile protoni na neutroni. - Haiwezi kuzingatiwa nje ya hadrons.   – Leptoni = elektroni + muoni + tau + neutrino + muon neutrino + tau neutrino.    - 'Elektroni', 'vijiti vya juu' na 'vijiti vya chini' vipengele vitatu vya msingi zaidi vya kila kitu katika ulimwengu.   - Protoni na nyutroni sio msingi lakini zinaundwa na 'up quarks' na 'down quarks' kwa hivyo chembe za mchanganyiko. Protoni na nyutroni kila moja imeundwa kwa quark tatu - protoni ina quark mbili "juu" na quark moja "chini" wakati neutroni ina mbili" chini" na moja "juu." "Juu" na "chini" ni "Ladha" au aina mbili za quarks.  - Baryoni ni fermions za mchanganyiko zilizotengenezwa na quarks tatu, kwa mfano, protoni na neutroni ni baryons.  - hadrons zinaundwa na quarks pekee, kwa mfano, baryons ni hadrons.

[B]. BOSONS zina mzunguko katika nambari kamili (0, 1, 2, 3, ....)   - Bosons hufuata takwimu za Bose-Einstein; kuwa na mzunguko kamili.   - jina lake baada ya Satyendra Nath Bose (1894-1974), ambaye, pamoja na Einstein, waliendeleza mawazo makuu nyuma ya thermodynamics ya takwimu ya gesi ya boson.   - usitii kanuni ya kutengwa kwa Pauli, yaani, bosoni mbili zinazofanana zinaweza kuchukua hali sawa ya quantum au eneo sawa katika nafasi na nambari ya quantum sawa. Wote wanaweza kuzunguka kwa mwelekeo mmoja,   - Mifupa ya msingi ni fotoni, gluon, Z boson, W boson na Higgs boson. Higgs boson ina spin=0 huku bosoni za geji (yaani, photon, gluon, Z boson, na W boson) zina spin=1.   - Chembe za mchanganyiko zinaweza kuwa bosons au fermions kulingana na wapiga kura wao.  - Chembe zote za mchanganyiko zinazoundwa na idadi sawa ya fermions ni boson (kwa sababu bosons ina integer spin na fermions na odd nusu-integer spin).   - Mezoni zote ni vifua (kwa sababu mesons hufanywa kwa idadi sawa ya quarks na antiquarks). Viini thabiti vilivyo na nambari za misa sawa ni bosons mfano, deuterium, helium-4, Carbon -12 nk.  - Mifuko iliyojumuishwa pia haitii kanuni ya kutengwa ya Pauli.   - Mifupa kadhaa katika hali sawa ya quantum huungana kuunda "Bose-Einstein Condensate (BEC).”

***