物理学家证实顶夸克（已知最重的基本粒子）之间存在量子纠缠

Josiah

　　由罗彻斯特大学物理学教授雷吉娜·德米纳领导的一组物理学家进行的一项实验产生了与量子纠缠有关的重要成果——这种效应被阿尔伯特·爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。
　　纠缠涉及相互作用后分离的微小粒子的协调行为。测量分离粒子对中一个粒子的属性（如位置、动量或自旋）会立即改变另一个粒子的结果，无论第二个粒子与其孪生粒子相距多远。实际上，一个纠缠粒子或量子比特的状态与另一个粒子不可分割。
　　人们已经在稳定粒子（如光子或电子）之间观察到量子纠缠。
　　但德米娜及其团队取得了新突破，他们首次发现不稳定顶夸克与其反物质伙伴之间的纠缠在光速信息传输所能覆盖的距离之外仍然存在。具体来说，研究人员观察到了粒子之间的自旋关联。
　　因此，这些粒子表现出了爱因斯坦所描述的“鬼魅般的远距离作用”。
　　量子探索的“新途径”
　　该发现由进行该实验的欧洲核子研究中心（CERN）的紧凑型μ子螺线管（CMS）合作小组报告。
　　报告中写道：“确认最重的基本粒子顶夸克之间的量子纠缠，为探索我们世界在远超可及能量的量子性质开辟了一条新途径。”
　　欧洲核子研究中心位于瑞士日内瓦附近，是世界上最大的粒子物理实验室。生产顶夸克需要大型强子对撞机 (LHC) 提供极高的能量，科学家可以利用这种设备将高能粒子以接近光速的速度绕 17 英里长的地下轨道旋转。
　　纠缠现象已经成为量子信息科学这一新兴领域的基础，对密码学和量子计算等领域具有广泛的影响。
　　顶夸克的重量与金原子相当，只能在大型强子对撞机 (LHC) 等对撞机中产生，因此不太可能用于制造量子计算机。但德米娜及其团队进行的研究可以揭示纠缠持续的时间，纠缠是否会传递给粒子的“子代”或衰变产物，以及最终是什么打破了纠缠。
　　理论家认为，宇宙在最初的快速膨胀阶段之后处于纠缠状态。德米娜和她的研究人员观察到的新结果可以帮助科学家了解导致我们这个世界失去量子连接的原因。
　　量子长距离关系中的顶夸克
　　德米娜为 CMS 社交媒体频道录制了一段视频，解释她们团队的成绩。她用一个优柔寡断的远方国王来打比方，她称他为“王上”。
　　托普国王得知他的国家正在遭受入侵，于是他派信使通知他的土地上的所有人准备防御。但后来，德米娜在视频中解释说，他改变了主意，派信使命令人民撤退。
　　德米娜说：“他一直这样反复无常，没人知道他下一刻会做出什么决定。”
　　没有人，德米娜继续解释道，除了这个王国的一个村庄的领导人，他被称为“反托普”。
　　德米娜说道：“他们随时都知道对方的心理状态。”
　　Demina 的研究小组由她本人、研究生 Alan Herrera 和博士后研究员 Otto Hindrichs 组成。
　　研究生时期，德米娜参与了 1995 年发现顶夸克的团队。后来，作为罗彻斯特大学的一名教员，德米娜与他人共同领导了一支来自美国各地的科学家团队，研制出了一种跟踪装置，该装置在2012 年发现希格斯玻色子（一种有助于解释宇宙质量起源的基本粒子）的过程中发挥了关键作用。
　　作为 CMS 合作项目的一部分，罗彻斯特的研究人员在 CERN 工作了很长时间，该项目汇集了来自世界各地的物理学家。最近，另一个罗彻斯特团队在测量电弱混合角方面取得了重大进展，电弱混合角是粒子物理学标准模型的重要组成部分，该模型解释了物质构成要素如何相互作用。