【Hacker News搬运】欧洲核子研究中心的大型强子对撞机实验观察到迄今为止最高能量的量子纠缠

[hackernews]

Title: LHC experiments at CERN observe quantum entanglement at the highest energy yet

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机实验观察到迄今为止最高能量的量子纠缠

Text:

hn link

Url: https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet

JinaReader 抓取并分析的内容总结如下：

标题：LHC 实验在 CERN 观察到最高能量的量子纠缠

摘要：
量子纠缠是量子物理学中一个迷人的特性——量子物理是研究非常小尺度的理论。如果两个粒子是量子纠缠的，那么一个粒子的状态与另一个粒子的状态相关联，无论这两个粒子相隔多远。这种在经典物理学中找不到类似现象的令人费解的现象，已经在各种系统中观察到，并在量子密码学和量子计算等几个重要应用中找到用途。2022 年，阿尔贝·爱因斯坦研究所（CERN）的诺贝尔物理学奖授予了 Alain Aspect、John F. Clauser 和 Anton Zeilinger，以表彰他们在纠缠光子方面的开创性实验。这些实验确认了已故 CERN 理论家 John Bell 关于纠缠表现形式的预测，并开创了量子信息科学。在高能粒子碰撞器（如大型强子对撞机LHC）可达到的高能级上，纠缠一直未得到充分探索。在今日自然杂志发表的一篇论文中，ATLAS 协作组报告了他们在 LHC 首次观察到量子纠缠的情况，涉及被称为顶夸克的基粒子，并且是在前所未有的高能级上。这一结果最早于 2023 年 9 月由 ATLAS 报告，并由 CMS 协作组在随后进行的第一和第二次观察所证实，这为量子物理复杂世界的理解开辟了新的视角。ATLAS 和 CMS 团队观察到顶夸克与其反物质对应物之间存在量子纠缠。这些观察基于一种新提出的方法，即使用在 LHC 产生的顶夸克对作为研究纠缠的新系统。顶夸克是已知的最重的基粒子。它通常在有时间与其他夸克结合之前就衰变成其他粒子，将其自旋和其他量子特性传递给衰变粒子。物理学家观察并使用这些衰变产物来推断顶夸克的自旋方向。为了观察顶夸克之间的纠缠，ATLAS 和 CMS 协作组从 2015 年至 2018 年 LHC 第二次运行期间发生的质子-质子碰撞数据中选取了顶夸克对。特别是，他们寻找两个夸克同时产生且相对彼此具有低动量对。这就是两个夸克的自旋预期会强纠缠的地方。通过测量这些角度分离并校正可能改变测量值的实验效应，ATLAS 和 CMS 团队各自观察到顶夸克之间的自旋纠缠，其统计显著性大于五个标准偏差。在 CMS 协作组的第二次研究中，该机构还寻找了两个夸克同时以相对彼此的高动量产生的顶夸克对。在这个领域，对于大量顶夸克对，两个顶夸克衰变的相对位置和时间预计将使得粒子以不超过光速进行经典信息交换被排除，CMS 在此情况下也观察到了顶夸克之间的自旋纠缠。“通过在新粒子系统和超越先前可及的能量范围内测量纠缠和其他量子概念，我们可以以新的方式测试粒子物理学的标准模型，并寻找可能超出其范围的新的物理迹象。”CMS 发言人 Patricia McBride 说。

翻译：
在 CERN 的 LHC 实验中观察到最高能量的量子纠缠。量子纠缠是量子物理学的一个有趣特性，如果两个粒子是量子纠缠的，那么一个粒子的状态与另一个粒子的状态相关联，不管这两个粒子相隔多远。这种现象在经典物理学中是没有类似物的。2022 年，阿尔贝·爱因斯坦研究所的诺贝尔物理学奖授予了 Alain Aspect、John F. Clauser 和 Anton Zeilinger，以表彰他们在纠缠光子方面的开创性实验。这些实验确认了已故 CERN 理论家 John Bell 关于纠缠表现形式的预测，并开创了量子信息科学。在高能粒子碰撞器（如大型强子对撞机 LHC）可达到的高能级上，纠缠一直未得到充分探索。在今天的《自然》杂志上发表的一篇论文中，ATLAS 协作组报告了他们在 LHC 首次观察到量子纠缠的情况，涉及被称为顶夸克的基粒子，并且是在前所未有的高能级上。这一结果最早于 2023 年 9 月由 ATLAS 报告，并由 CMS 协作组在随后进行的第一和第二次观察所证实，这为量子物理复杂世界的理解开辟了新的视角。ATLAS 和 CMS 团队观察到顶夸克与其反物质对应物之间存在量子纠缠。这些观察基于一种新提出的方法，即使用在 LHC 产生的顶夸克对作为研究纠缠的新系统。顶夸克是已知的最重的基粒子。它通常在有时间与其他夸克结合之前就衰变成其他粒子，将其自旋和其他量子特性传递给衰变粒子。物理学家观察并使用这些衰变产物来推断顶夸克的自旋方向。为了观察顶夸克之间的纠缠，ATLAS 和

Post by: gmays

Comments:

guy234: I am having trouble wrapping my head around the sense in which entanglement is a physical phenomenon as opposed to a semantical byproduct of the bookkeeping involved in modern quantum theory. How can an entangled system be differentiated from a nonentangled system? If the answer is that such an identification is nonfeasible, then in what sense is entanglement an actual physical phenomenon?<p>I was under the impression that a particular entangled system is defined in terms of a particular waveform, which means that the choice of another waveform including, say, an additional particle off to the side, would imply that the entanglement -- which is supposed to be the behaviour being described, not the theory used to describe it -- actually changes. So, substitution of separate waveforms for each component of the entanglement would imply that entanglement is not present. How would this be false in a way different from the inaccuracies present in any other choice of waveform?

guy234: 我很难理解纠缠是一种物理现象，而不是现代量子理论中簿记的语义副产品。如何区分纠缠系统和非纠缠系统？如果答案是这种识别是不可能的，那么纠缠在什么意义上是一种实际的物理现象呢<p> 我的印象是，一个特定的纠缠系统是根据特定的波形来定义的，这意味着选择另一个波形，包括，比如，一个额外的粒子，将意味着纠缠——这应该是所描述的行为，而不是用于描述它的理论——实际上发生了变化。因此，用单独的波形代替纠缠的每个分量意味着纠缠不存在。这与任何其他波形选择中存在的不准确之处有何不同？

cwillu: “It is a remarkable property of nature that when sufficient energy is crammed into a sufficiently small space, particles that were not previously present can sometimes be created out of that energy. This is, in fact, why we do high-energy particle collisions. The extremely-compressed-energy technique is the only one we know that can allow us to create heavy or exceedingly rare particles that humans have never previously observed. We have no other way to make Higgs particles, for instance.”<p><a href="https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/particle-physics-why-do-it-and-why-do-it-that-way/" rel="nofollow">https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-ph...</a>

cwillu: “当足够的能量被塞进足够小的空间时，有时会从这种能量中产生以前不存在的粒子，这是大自然的一个显著特性。事实上，这就是我们进行高能粒子碰撞的原因。极压缩能量技术是我们所知的唯一一种可以让我们创造人类以前从未观察到的重粒子或极稀有粒子的技术。例如，我们没有其他方法制造希格斯粒子。”方式“rel=”nofollow“>https:”&#x2F；profmattstrassler.com；文章和帖子；颗粒粉末</a>

tamimio: I have always wondered if quantum entanglement is the scientific explanation of why when you start thinking of someone (or stop thinking) suddenly they just text you.

tamimio: 我一直想知道量子纠缠是否是一种科学解释，为什么当你突然开始想某人（或停止思考）时，他们只是给你发短信。

phyzome: « test the Standard Model of particle physics in new ways and look for signs of new physics that may lie beyond it »<p>"Surely we're just a teensy bit away from that new physics, and if we can just a <i>little</i> bit more money^Wenergy into the system, we'll find that new physics for sure!"

phyzome: “以新的方式测试粒子物理学的标准模型，并寻找可能超越它的新物理学的迹象”；当然，我们；我们离新物理学只有一点点的距离，如果我们能给系统多投入一点钱，我们就能；我一定会发现新物理学的&“；