Un fenomen considerat de Albert Einstein „acțiune fantomatică la distanță” a fost detectat, cu dovezi statistice solide, între perechi de particule extrem de masive și extrem de scurte, produse în cele mai violente coliziuni realizate vreodată într-un laborator.

Fizicieni de la experimentul ATLAS al CERN, printre care și cercetători de la University of Oxford, au demonstrat că întrepătrunderea cuantică, unul dintre cele mai stranii fenomene ale fizicii cuantice, poate persista chiar și între unele dintre cele mai grele și mai scurtă-viață particule create vreodată. Rezultatul a fost publicat în revista Physical Review Letters.

Bozonii Z sunt particule elementare masive care se dezintegrează aproape instantaneu după formare. Echipa a analizat perechi de bozoni Z produse atunci când un bozon Higgs se dezintegrează, un proces cunoscut sub numele de H → ZZ* → 4ℓ, în care bozonul Higgs se transformă în doi bozoni Z, care la rândul lor se dezintegrează în patru leptoni (electroni sau muoni).

De ce e diferit acest caz

Spre deosebire de particulele studiate anterior pentru astfel de teste, precum quarcii top, care pot avea doar două stări de spin posibile, bozonii Z pot ocupa trei stări diferite: minus unu, zero sau plus unu. Pentru că bozonul Higgs are spin zero, suma spinilor celor doi bozoni Z rezultați din dezintegrarea sa trebuie să fie tot zero, ceea ce înseamnă că, dacă unul dintre ei are o anumită stare de spin, celălalt este obligat să o aibă pe cea complementară, indiferent de distanța dintre ei.

Deoarece bozonii Z se dezintegrează aproape imediat, cercetătorii nu i-au putut observa direct. În schimb, au reconstruit proprietățile lor de spin analizând direcțiile în care au apărut particulele rezultate din dezintegrare, adică perechile de electroni sau muoni.

Un rezultat statistic solid

Analiza principală, bazată pe componente specifice ale matricei densității de spin, a arătat valori compatibile cu predicțiile Modelului Standard, deși cu o incertitudine statistică relativ mare, dat fiind că dezintegrările Higgs în patru leptoni sunt rare. Echipa a realizat, în plus, un test mai sensibil, bazat pe distribuția unghiulară completă a particulelor rezultate, care respinge ipoteza unei stări „separabile”, adică neîntrepătrunse, cu o semnificație statistică de 4,7 deviații standard.

Rezultatul confirmă, printr-o metodă complementară și cu o precizie mai mare, o descoperire preliminară anunțată în martie 2026 de aceeași colaborare, care semnalase prima observație a întrepătrunderii între particule „virtuale” și „reale” în același proces de dezintegrare.

Descoperirea extinde testele experimentale ale acestui fenomen cuantic la o nouă categorie de particule, atât extrem de masive, cât și extraordinar de scurtă-viață, oferind una dintre cele mai energice demonstrații de întrepătrundere cuantică realizate până acum.

O nouă fereastră spre fizica fundamentală

Cercetătorii subliniază importanța bozonului Higgs ca instrument pentru studiul corelațiilor cuantice la energii înalte. Viitoarele date de la versiunea de mare luminozitate a Marelui Accelerator de Hadroni (High-Luminosity LHC) ar putea permite studii mult mai detaliate ale întrepătrunderii și ale altor fenomene cuantice la energii extreme.

Einstein numea acest fenomen „acțiune fantomatică”, convins că fizica cuantică ascundea ceva incomplet. Aproape un secol mai târziu, întrepătrunderea cuantică nu doar că a fost confirmată repetat, ci pare să supraviețuiască până și în inima celor mai violente coliziuni de particule create vreodată de om.

---

Sursă: Colaborarea ATLAS, University of Oxford și colaboratori internaționali, „Measurements of Z-Boson Pair Entanglement in Decays of Higgs Bosons at the ATLAS Experiment”, Physical Review Letters, 11 septembrie 2026, DOI: 10.1103/y1nh-1b82