---
title: "В ЦЕРН обнаружили странную квантовую связь в распаде бозона Хиггса"
description: "Физики ATLAS получили убедительные свидетельства квантовой запутанности двух Z-бозонов, рождающихся при распаде бозона Хиггса. Значимость результата достигла 4,7 сигма."
datePublished: "2026-09-15T08:04:45+00:00"
lastmod: "2026-09-15T08:04:45+00:00"
author: "Андрей Воробьев"
category: "Технологии"
image: "https://hanga.su/images/img_26/9449ba62-401b-48b4-926c-278d8838e2dc.jpg"
slug: "v-tsern-obnaruzhili-strannuyu-kvantovuyu-svyaz-v-raspade-bozona-khiggsa"
---

# В ЦЕРН обнаружили странную квантовую связь в распаде бозона Хиггса

![Коллаборация ATLAS получила первые убедительные свидетельства квантовой запутанности между двумя массивными Z-бозонами, возникающими при распаде бозона Хиггса.](https://hanga.su/images/img_26/9449ba62-401b-48b4-926c-278d8838e2dc.jpg "ЦЕРН обнаружил квантовую запутанность")

В глубинах Большого адронного коллайдера физики обнаружили один из самых необычных эффектов квантового мира там, где его прежде экспериментально не подтверждали. Коллаборация ATLAS получила убедительные свидетельства квантовой запутанности между двумя массивными Z-бозонами, возникающими при распаде бозона Хиггса. Это тот самый тип связи между квантовыми объектами, который когда-то настолько смущал Альберта Эйнштейна, что он говорил о странном действии на расстоянии. Только теперь речь идёт не о фотонах в лаборатории, а о тяжёлых элементарных частицах, рождающихся в столкновениях протонов при колоссальных энергиях.

Квантовая запутанность возникает, когда состояния двух объектов невозможно полностью описать независимо друг от друга. Это не означает передачу сообщения быстрее света. Скорее две частицы образуют единую квантовую систему, и результаты измерений их свойств оказываются связаны сильнее, чем допускает классическая картина мира. Подобные эффекты десятилетиями исследовали на фотонах, атомах и других сравнительно доступных квантовых системах. Большой адронный коллайдер позволил перенести такие эксперименты в совершенно иной энергетический диапазон.

Особенно интересен источник новой запутанной пары — бозон Хиггса. Он имеет нулевой спин, тогда как Z-бозон обладает спином 1. Поэтому при распаде Хиггса состояния двух рождающихся Z-бозонов не могут комбинироваться совершенно произвольно: законы сохранения связывают их между собой. Квантовая механика допускает несколько возможных сочетаний одновременно, образуя общее состояние пары. Именно в структуре этого состояния физики ATLAS искали признаки запутанности.

Есть важное отличие от привычных примеров с квантовыми битами. Частица со спином 1 имеет три возможные проекции спина: +1, 0 и −1. Поэтому Z-бозон в языке квантовой информации можно рассматривать не как двухуровневый кубит, а как трёхуровневый кутрит. Новый результат представляет собой первое сильное экспериментальное свидетельство запутанности между массивными векторными бозонами такого типа. Это расширяет сам диапазон физических систем, в которых квантовые корреляции удаётся исследовать экспериментально.

Но непосредственно поймать два Z-бозона и спокойно измерить их спины невозможно. Эти частицы чрезвычайно нестабильны и распадаются практически сразу после возникновения. Физикам приходится действовать почти как следователям, восстанавливающим событие по оставленным следам. В изученном процессе каждый Z-бозон превращается в пару заряженных лептонов — электронов или мюонов. В результате детектор ATLAS регистрирует четыре частицы, направления движения которых сохраняют информацию о свойствах исчезнувших родительских Z-бозонов.

Сам процесс при этом редок. Исследователи анализировали канал H → ZZ* → 4ℓ, где звёздочка показывает, что один из двух Z находится в состоянии с массой ниже обычной массы Z-бозона. Причина связана с простой энергетической арифметикой: масса бозона Хиггса составляет около 125 ГэВ, тогда как масса обычного Z-бозона — примерно 91 ГэВ. Энергии распада недостаточно, чтобы одновременно создать два Z с их стандартными массами. Тем не менее именно угловое распределение четырёх конечных лептонов позволяет восстановить информацию о корреляциях исходной пары.

ATLAS использовал данные протон-протонных столкновений Большого адронного коллайдера при энергиях 13 и 13,6 ТэВ. Из распределения конечных частиц исследователи восстановили параметры, чувствительные к квантовым корреляциям спинов, а затем сравнили данные с двумя сценариями: запутанным состоянием, предсказываемым Стандартной моделью, и вариантом без запутанности. Независимые измерения согласовались с предсказаниями Стандартной модели, а наиболее чувствительный статистический тест отверг незапутанную гипотезу с уровнем значимости 4,7 стандартного отклонения.

В физике элементарных частиц особенно громкие заявления традиционно требуют уровня 5 сигма. Поэтому результат 4,7 сигма находится совсем рядом с формальным порогом открытия, но авторы осторожно называют его сильным свидетельством квантовой запутанности. Такая осторожность принципиальна: чем необычнее результат, тем важнее отделять впечатляющую статистику от окончательного подтверждения. При этом полученные данные уже показывают, что квантовые корреляции можно исследовать среди массивных бозонов на электрослабом энергетическом масштабе.

Отдельный интерес вызывает необычный статус второго Z-бозона. Популярное описание часто называет его виртуальной частицей, однако в современной физике виртуальные частицы не следует представлять как обычные микроскопические объекты, которые на мгновение появляются в пространстве и затем исчезают. Это элементы квантово-полевого описания взаимодействия, а обозначение Z* в данном процессе прежде всего указывает на Z с массой ниже массовой оболочки. Поэтому новый эксперимент не доказывает физическое существование виртуальных частиц в бытовом смысле. Зато он показывает, насколько далеко свойства квантового состояния можно восстановить по конечным продуктам распада.

У открытия есть и более широкий смысл. Большой адронный коллайдер создавался прежде всего для исследования фундаментальных частиц и поиска новой физики, но теперь он превращается ещё и в лабораторию квантовой информации при экстремальных энергиях. Ранее ATLAS уже наблюдал запутанность в парах топ-кварк — антитоп-кварк. Теперь аналогичный фундаментальный эффект обнаружен в совершенно другой системе — среди массивных бозонов, рождённых Хиггсом. Чем больше таких систем становится доступно эксперименту, тем строже можно проверять границы квантовой механики.

Сам бозон Хиггса в этой истории оказывается не просто знаменитой частицей, связанной с механизмом возникновения масс. Благодаря нулевому спину он создаёт особенно чистую природную лабораторию для исследования корреляций между продуктами своего распада. Возможно, именно такие измерения со временем позволят искать очень тонкие отклонения от Стандартной модели. Пока же результат ATLAS демонстрирует не менее удивительную вещь: квантовая запутанность сохраняет свою власть даже в мире частиц, возникающих на ничтожные доли секунды внутри самого мощного ускорителя человечества.

**Ссылка:** «Запутанность пар бозонов при распаде бозонов Хиггса в эксперименте ATLAS» [DOI: 10.1103/y1nh-1b82.](https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/y1nh-1b82)