世界上最大的原子加速器的物理学家首次观察到两个夸克处于量子纠缠状态。
这项观测是在日内瓦附近欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)上进行的，它揭示了一种顶夸克——最重的基本粒子——在有史以来最高能量的纠缠探测中与它的反物质对应物量子相连。研究人员在9月18日的《自然》杂志上发表了他们的研究结果。
ATLAS实验(环形大型强子对撞机)是大型强子对撞机中最大的探测器，它可以挑选出粒子束以接近光速相互碰撞后产生的微小亚原子粒子。
ATLAS实验的发言人安德烈亚斯·霍克(Andreas Hoecker)在一份电子邮件声明中说:“虽然粒子物理学深深植根于量子力学，但在一个新的粒子系统中观察到量子纠缠，并且比以前可能的能量高得多，这是非常了不起的。”“它为对这一迷人现象的新研究铺平了道路，随着我们的数据样本不断增长，开辟了丰富的探索菜单。”
纠缠在一起的粒子的性质彼此相连，因此一个粒子的变化会立即引起另一个粒子的变化，即使它们相隔很远。阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)以“幽灵般的超距作用”而闻名，但后来的实验证明，这种奇异的破位效应确实存在。
但是纠缠的许多方面仍未被探索，夸克之间的纠缠就是其中之一。这是因为亚原子粒子不能单独存在，而是融合成各种称为强子的粒子“配方”。三个夸克的混合物被称为重子——比如质子和中子——夸克和它们的反物质的组合被称为介子。
当单个夸克从强子中分离出来时，用于提取它们的能量会使它们立即变得不稳定，它们会衰变成由更小粒子组成的分支射流，这一过程被称为强子化。
这意味着，为了观察顶夸克和反夸克的纠缠，大型强子对撞机的ATLAS和紧凑介子螺线(CMS)探测器的科学家们必须从数十亿个其他粒子中挑选出它们衰变成的不同粒子。他们特别寻找那些衰变产物以特定角度发射的粒子，这种角度只发生在纠缠的粒子之间。
通过测量这些角度并修正可能改变它们的实验效应，研究小组观察到顶部粒子之间的纠缠具有足够大的统计意义，可以被认为是真实的。既然已经发现了纠缠的粒子，科学家们说他们想要研究它们，以进一步探索未知的物理。
CMS实验的发言人Patricia McBride在声明中说:“通过在一个新的粒子系统中测量纠缠和其他量子概念，在一个超出以前可及的能量范围内，我们可以用新的方法测试粒子物理的标准模型，并寻找可能超越它的新物理的迹象。”
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