Para peneliti di CERN telah berhasil mengamati keterikatan kuantum antara "kuark top" dan pada energi tertinggi. Hal ini pertama kali dilaporkan pada bulan September 2023 dan sejak itu dikonfirmasi oleh pengamatan pertama dan kedua. Pasangan "kuark top" yang dihasilkan di Large Hadron Collider (LHC) digunakan sebagai sistem baru untuk mempelajari keterikatan.
"Kuark atas" adalah partikel dasar terberat. Mereka cepat meluruh dan mentransfer spin-nya ke partikel peluruhannya. Orientasi spin kuark atas disimpulkan dari pengamatan produk peluruhan.
Tim peneliti mengamati keterikatan kuantum antara “kuark atas” dan padanan antimaterinya pada energi 13 teraelektronvolt (1 TeV=1012 eV). Ini adalah pengamatan pertama keterikatan dalam sepasang quark (quark atas dan antiquark atas) dan pengamatan keterikatan berenergi tertinggi sejauh ini.
Keterikatan kuantum pada energi tinggi sebagian besar belum dieksplorasi. Perkembangan ini membuka jalan bagi penelitian baru.
Dalam partikel kuantum yang terjerat, keadaan satu partikel bergantung pada partikel lain tanpa memandang jarak dan medium yang memisahkannya. Keadaan kuantum satu partikel tidak dapat dijelaskan secara independen dari keadaan partikel lain dalam kelompok partikel terjerat. Setiap perubahan pada satu partikel akan memengaruhi partikel lainnya. Misalnya, pasangan elektron dan positron yang berasal dari peluruhan meson pi terjerat. Spin mereka harus sama dengan spin meson pi, oleh karena itu dengan mengetahui spin satu partikel, kita mengetahui spin partikel lainnya.
Pada tahun 2022, Hadiah Nobel Fisika dianugerahkan kepada Alain Aspect, John F. Clauser dan Anton Zeilinger untuk eksperimen dengan foton terjerat.
Keterikatan kuantum telah diamati dalam berbagai macam sistem. Keterikatan ini telah ditemukan penerapannya dalam kriptografi, metrologi, informasi kuantum, dan komputasi kuantum.
***
Referensi:
- CERN. Siaran pers – Eksperimen LHC di CERN mengamati keterikatan kuantum pada energi tertinggi yang pernah ada. Diterbitkan 18 September 2024. Tersedia di https://home.cern/news/press-release/physics/lhc-experiments-cern-observe-quantum-entanglement-highest-energy-yet
- Kolaborasi ATLAS. Pengamatan keterikatan kuantum dengan kuark top di detektor ATLAS. Nature 633, 542–547 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07824-z
***
| PARTIKEL DASAR – Sekilas Pandang |
| Partikel fundamental diklasifikasikan menjadi Fermion dan Boson berdasarkan spin. |
| [SEBUAH]. FERMION memiliki spin dalam nilai bilangan bulat setengah ganjil (½, 3/2, 5/2, ….). Ini adalah partikel materi terdiri dari semua quark dan lepton. – mengikuti statistik Fermi–Dirac, – memiliki putaran setengah bilangan ganjil – mematuhi asas pengecualian Pauli, yaitu, dua fermion identik tidak dapat menempati keadaan kuantum yang sama atau lokasi yang sama dalam ruang dengan nomor kuantum yang sama. Keduanya tidak dapat berputar dalam arah yang sama, tetapi dapat berputar dalam arah yang berlawanan  Fermion meliputi semua quark dan lepton, dan semua partikel komposit yang terbuat dari jumlah ganjil dari keduanya. - Quark = enam quark (up, down, strange, charm, bottom, dan top quark). – Bergabung untuk membentuk hadron seperti proton dan neutron. – Tidak dapat diamati di luar hadron. – Lepton = elektron + muon + tau + neutrino + muon neutrino + tau neutrino. – 'Elektron', 'up quark' dan 'down quark' merupakan tiga unsur paling mendasar dari segala sesuatu di alam semesta. – Proton dan neutron bukanlah unsur dasar tetapi terdiri dari 'up quark' dan 'down quark' sehingga disebut partikel kompositProton dan neutron masing-masing terbuat dari tiga quark – proton terdiri dari dua quark “up” dan satu quark “down” sedangkan neutron mengandung dua “down” dan satu “up.” “Up” dan “down” adalah dua “Rasa,” atau variasi, dari quark. - Baryon adalah fermion komposit yang terbuat dari tiga quark, misalnya proton dan neutron adalah barion - Hadron hanya terdiri dari quark saja, misalnya baryon adalah hadron. |
| [B]. BOSON memiliki spin dalam nilai integer (0, 1, 2, 3, ….) – Boson mengikuti statistik Bose-Einstein; memiliki spin integer. – dinamai menurut Satyendra Nath Bose (1894–1974), yang bersama Einstein, mengembangkan gagasan utama di balik termodinamika statistik gas boson. – tidak mematuhi prinsip pengecualian Pauli, yaitu, dua boson identik dapat menempati status kuantum yang sama atau lokasi yang sama di ruang angkasa dengan nomor kuantum yang sama. Keduanya dapat berputar ke arah yang sama, – Boson elementer adalah foton, gluon, boson Z, boson W, dan boson Higgs. Boson Higgs memiliki spin=0 sedangkan boson gauge (yaitu, foton, gluon, boson Z, dan boson W) memiliki spin=1. – Partikel komposit dapat berupa boson atau fermion tergantung pada penyusunnya. – Semua partikel komposit yang tersusun dari fermion dengan jumlah genap merupakan boson (karena boson memiliki spin integer dan fermion memiliki spin setengah integer ganjil). – Semua meson adalah boson (karena semua meson adalah boson).eson terbuat dari kuark dan antikuark dalam jumlah yang sama). Inti stabil dengan nomor massa yang sama adalah boson, misalnya deuterium, helium-4, Karbon-12, dll. – Boson komposit juga tidak mematuhi prinsip pengecualian Pauli. – Beberapa boson dalam keadaan kuantum yang sama bergabung untuk membentuk “Kondensat Bose-Einstein (BEC).” |
***
