Due particelle generate dal bosone di Higgs sorprendono il CERN: nuove prove dell’entanglement quantistico
Gli scienziati del CERN sono riusciti a dimostrare il fenomeno quantistico nei bosoni Z ad alta energia, aprendo una nuova prospettiva per lo studio delle forze fondamentali dell'universo.
L'universo ha regole talmente strane che lo stesso Albert Einstein si rifiutava di crederci. Una di queste è l'entanglement quantistico, un fenomeno per cui due particelle rimangono legate per sempre, in modo tale che ciò che accade a una influisce istantaneamente sull'altra, indipendentemente dalla distanza che le separa.
Le prove dell’esistenza di questo fenomeno si sono moltiplicate negli esperimenti con particelle a bassa energia (come i fotoni della luce visibile o infrarossa).
Ora, utilizzando il Grande Collisore di Adroni (LHC) del CERN, un team internazionale di scienziati ha trovato prove del fatto che tale legame si verifica anche a livelli energetici estremi, nei bosoni Z, prodotti dal decadimento di un bosone di Higgs.
Dal laboratorio alle collisioni ad alta energia
Secondo quanto riferito dal CERN, l'entanglement quantistico delle particelle ad altissima energia prodotte nelle collisioni dell'LHC è completamente diverso da quello a bassa energia.
Le collaborazioni ATLAS e CMS — due grandi rivelatori di particelle situati presso l’LHC — avevano già cercato indizi di entanglement quantistico nelle particelle effimere prodotte nelle collisioni ad alta energia, riuscendo a osservare l’entanglement quantistico dei quark top, le particelle fondamentali più pesanti.
Nei loro esperimenti più recenti, gli scienziati hanno utilizzato i rivelatori per analizzare i decadimenti del bosone di Higgs e hanno trovato la prima prova di entanglement quantistico tra due bosoni Z.
Perché è importante? Il bosone Z veicola una delle forze invisibili dell’universo (la forza debole, responsabile, ad esempio, della radioattività). Indagare se possa entrare in entanglement potrebbe contribuire a comprendere meglio come funziona questa forza quando si verificano situazioni di energia estrema, come quelle che si sono verificate nei primi istanti dell’universo.
Come si rileva l'entanglement quantistico
Di norma, quando cercano indizi sulla presenza di particelle intrecciate, i ricercatori cercano una correlazione tra i valori di una proprietà quantistica nota come spin.
Mentre i quark top possono assumere due possibili stati di spin (+1 o −1), i bosoni Z possono assumerne tre (-1, 0 o +1). Se due bosoni Z vengono prodotti dal decadimento di un bosone di Higgs, la somma dei loro stati di spin deve essere uguale a quella del bosone di Higgs, che è pari a zero.
Poiché i bosoni Z sono instabili e si disintegrano quasi immediatamente, i ricercatori hanno cercato indizi della loro presenza attraverso la loro disintegrazione in coppie di elettroni o muoni (particelle elementari instabili simili agli elettroni, ma con una massa maggiore).
Questi possono essere rilevati dai rivelatori ATLAS e CMS, consentendo così di ricostruire le proprietà di spin dei bosoni Z tramite analisi statistiche.
Sia la collaborazione ATLAS che quella CMS hanno trovato prove schiaccianti dell’entanglement quantistico tra i bosoni Z prodotti dal decadimento di un bosone di Higgs. Questo risultato rappresenta una delle conferme dell’entanglement quantistico a più alta energia mai raggiunte.
Questa scoperta sottolinea l’importanza del bosone di Higgs, non solo come particella elementare che spiega l’origine della massa nell’universo, ma anche come strumento unico per lo studio della meccanica quantistica. Ciò apre le porte a una nuova era di scoperte sulle forze fondamentali del cosmo e stimola inoltre lo sviluppo di nuove tecnologie.
L’entanglement, in particolare, è diventato un elemento centrale dei computer quantistici, dove, ad esempio, consente di manipolare più qubit (bit quantistici) contemporaneamente anziché uno alla volta, rendendo possibile l’esecuzione di più calcoli allo stesso tempo.
Riferimenti della notizia
CERN. (2026). Strong evidence for quantum entanglement between Z bosons found by ATLAS and CMS.
Universidad de Oxford. (2026). Einstein’s “spooky action” just survived one of physics’ most extreme tests.
The ATLAS Collaboration - CERN. (2026). Measurements of Z-boson pair entanglement in decays of Higgs bosons at the ATLAS experiment.