उच्चतम ऊर्जा पर "टॉप क्वार्क्स" के बीच क्वांटम उलझाव देखा गया  

CERN के शोधकर्ताओं ने "टॉप क्वार्क" और उच्चतम ऊर्जाओं के बीच क्वांटम उलझाव को देखने में सफलता प्राप्त की है। इसकी पहली रिपोर्ट सितंबर 2023 में दी गई थी और तब से पहले और दूसरे अवलोकन द्वारा इसकी पुष्टि की गई है। लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) में उत्पादित "टॉप क्वार्क" के जोड़े को उलझाव का अध्ययन करने के लिए एक नई प्रणाली के रूप में इस्तेमाल किया गया था। 

"टॉप क्वार्क" सबसे भारी मूलभूत कण हैं। वे तेजी से क्षय होते हैं और अपने क्षय कणों को अपना स्पिन स्थानांतरित करते हैं। टॉप क्वार्क के स्पिन अभिविन्यास का अनुमान क्षय उत्पादों के अवलोकन से लगाया जाता है।  

शोध दल ने 13 टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट (1 TeV = 10¹² eV) की ऊर्जा पर एक "टॉप क्वार्क" और उसके प्रतिपदार्थ समकक्ष के बीच क्वांटम एंटैंगलमेंट का अवलोकन किया ^। यह क्वार्कों (टॉप क्वार्क और एंटीटॉप क्वार्क) के एक युग्म में एंटैंगलमेंट का पहला अवलोकन है और अब तक का सबसे उच्च-ऊर्जा स्तर पर एंटैंगलमेंट का अवलोकन है।

उच्च ऊर्जा पर क्वांटम उलझाव का अभी तक बड़े पैमाने पर पता नहीं लगाया जा सका है। यह विकास नए अध्ययनों का मार्ग प्रशस्त करता है।  

क्वांटम उलझे हुए कणों में, एक कण की अवस्था दूसरों पर निर्भर होती है, चाहे दूरी कितनी भी हो और उन्हें अलग करने वाला माध्यम कितना भी हो। उलझे हुए कणों के समूह में एक कण की क्वांटम अवस्था को दूसरों की अवस्था से स्वतंत्र रूप से वर्णित नहीं किया जा सकता। एक में कोई भी परिवर्तन, दूसरों को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, पाई मेसॉन के क्षय से उत्पन्न एक इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन की जोड़ी उलझी हुई है। उनके स्पिन को पाई मेसॉन के स्पिन के बराबर होना चाहिए, इसलिए एक कण के स्पिन को जानने से, हम दूसरे कण के स्पिन के बारे में जानते हैं।  

2022 में, एलेन एस्पेक्ट, जॉन एफ क्लॉसर और एंटोन ज़िलिंगर को उलझे हुए फोटॉनों के साथ प्रयोग के लिए भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दिया गया। 

क्वांटम उलझाव को कई तरह की प्रणालियों में देखा गया है। इसे क्रिप्टोग्राफी, मेट्रोलॉजी, क्वांटम सूचना और क्वांटम कम्प्यूटेशन में अनुप्रयोग मिला है। 

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सन्दर्भ:  

1. सर्न। प्रेस विज्ञप्ति - सर्न में एलएचसी प्रयोगों ने अब तक की सबसे अधिक ऊर्जा पर क्वांटम उलझाव देखा। 18 सितंबर 2024 को प्रकाशित। यहाँ उपलब्ध है https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet  

2. एटलस सहयोग। एटलस डिटेक्टर पर टॉप क्वार्क के साथ क्वांटम उलझाव का अवलोकन। प्रकृति 633, 542–547 (2024)। https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z 

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मूल कण  - एक तेज निगाह

मूल कणों को स्पिन के आधार पर फर्मिऑन और बोसॉन में वर्गीकृत किया जाता है।

[ए]। फ़र्मियन का स्पिन विषम अर्ध पूर्णांक मानों (½, 3/2, 5/2, ...) में होता है। ये हैं पदार्थ के कण जिसमें सभी क्वार्क और लेप्टान शामिल हैं।   - फर्मी-डिराक सांख्यिकी का पालन करें,   - आधा विषम पूर्णांक स्पिन होना   - पॉली अपवर्जन सिद्धांत का पालन करें, अर्थात, दो समान फर्मियन एक ही क्वांटम अवस्था या समान क्वांटम संख्या के साथ अंतरिक्ष में एक ही स्थान पर नहीं रह सकते। वे दोनों एक ही दिशा में नहीं घूम सकते, लेकिन वे विपरीत दिशा में घूम सकते हैं   फर्मिऑन में सभी क्वार्क और लेप्टान, तथा इनकी विषम संख्या से बने सभी मिश्रित कण शामिल हैं।  - क्वार्क्स = छह क्वार्क (अप, डाउन, स्ट्रेंज, चार्म, बॉटम और टॉप क्वार्क)।  - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन जैसे हैड्रॉन बनाने के लिए संयोजित होते हैं। - हैड्रॉन के बाहर नहीं देखा जा सकता।   - लेप्टॉन = इलेक्ट्रॉन + म्यूऑन + टाऊ + न्यूट्रिनो + म्यूऑन न्यूट्रिनो + टाऊ न्यूट्रिनो।    - 'इलेक्ट्रॉन', 'अप क्वार्क' और 'डाउन क्वार्क' ब्रह्मांड की हर चीज के तीन सबसे मौलिक घटक हैं।   - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन मूल नहीं हैं बल्कि 'अप क्वार्क' और 'डाउन क्वार्क' से बने हैं इसलिए वे मूल नहीं हैं। मिश्रित कणप्रोटॉन और न्यूट्रॉन प्रत्येक तीन क्वार्क से बने होते हैं - एक प्रोटॉन में दो "अप" क्वार्क और एक "डाउन" क्वार्क होता है जबकि एक न्यूट्रॉन में दो "डाउन" और एक "अप" होता है। "अप" और "डाउन" क्वार्क के दो "फ्लेवर" या किस्में हैं।  - बेरियान कणिकाओं तीन क्वार्क से बने मिश्रित फर्मिऑन हैं, उदाहरण के लिए, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बारियोन हैं  - हैड्रॉन केवल क्वार्क से बने होते हैं, उदाहरण के लिए, बैरियन हैड्रॉन होते हैं।

[बी]। बोसोन का स्पिन पूर्णांक मान (0, 1, 2, 3, ...) में होता है।   - बोसॉन बोस-आइंस्टीन सांख्यिकी का अनुसरण करते हैं; इनका स्पिन पूर्णांक होता है।   - नाम के बाद सत्येंद्र नाथ बोस (1894-1974), जिन्होंने आइंस्टीन के साथ मिलकर बोसॉन गैस के सांख्यिकीय ऊष्मागतिकी के पीछे मुख्य विचारों को विकसित किया।   - पॉली अपवर्जन सिद्धांत का पालन नहीं करते हैं, अर्थात, दो समान बोसॉन एक ही क्वांटम अवस्था या अंतरिक्ष में एक ही स्थान पर एक ही क्वांटम संख्या के साथ रह सकते हैं। वे दोनों एक ही दिशा में घूम सकते हैं,   - प्राथमिक बोसोन में फोटॉन, ग्लूऑन, जेड बोसॉन, डब्ल्यू बोसॉन और हिग्स बोसॉन शामिल हैं। हिग्स बोसॉन का स्पिन = 0 है जबकि गेज बोसॉन (यानी, फोटॉन, ग्लूऑन, जेड बोसॉन और डब्ल्यू बोसॉन) का स्पिन = 1 है।

[C] मिश्रित कण – मिश्रित कण अपने घटकों के आधार पर बोसॉन या फर्मिऑन हो सकते हैं।  - सम संख्या में फर्मिऑन से बने सभी मिश्रित कण बोसॉन होते हैं (क्योंकि बोसॉन का स्पिन पूर्णांक होता है और फर्मिऑन का स्पिन विषम अर्ध-पूर्णांक होता है)।   – सभी मेसॉन बोसॉन होते हैं (क्योंकि सभी मेसॉनों समान संख्या में क्वार्क और एंटीक्वार्क से बने होते हैं)। - समान द्रव्यमान संख्या वाले स्थिर नाभिक बोसॉन होते हैं, जैसे, ड्यूटेरियम, हीलियम-4, कार्बन-12 आदि।  – संयुक्त बोसॉन भी पाउली अपवर्जन सिद्धांत का पालन नहीं करते हैं।   - एक ही क्वांटम अवस्था में कई बोसॉन मिलकर बनते हैं "बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट (बीईसी)।”

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