Evidencia de entrelazamiento cuántico con bosones Z virtuales en el CERN

Científicos del experimento ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN han publicado evidencia de entrelazamiento cuántico entre dos bosones Z, uno de los cuales es una partícula virtual. Este fenómeno, que Einstein describió como “acción fantasmal a distancia”, se había observado previamente en partículas como fotones o quarks top. Sin embargo, este es el primer caso documentado que involucra una partícula virtual, un aspecto novedoso que profundiza la comprensión de la mecánica cuántica y sus aplicaciones. La información ha sido difundida por theconversation.com.

El bosón de Higgs, con una masa de 125 gigaelectronvoltios (GeV), se desintegra en un bosón Z real y uno virtual. Esta configuración es necesaria porque dos bosones Z reales sumarían 182 GeV, excediendo la masa del Higgs y violando la conservación de la energía. Las partículas virtuales, aunque no se propagan libremente ni son detectables directamente, manifiestan efectos medibles. El experimento ATLAS ha podido reconstruir las propiedades del bosón Z virtual a través de sus productos de desintegración, como electrones y muones, que sí pueden ser detectados.

Los datos obtenidos descartan la hipótesis de no entrelazamiento con una significancia estadística de 4,7 desviaciones estándar (sigma). Este nivel constituye una evidencia sólida, aunque la comunidad de física de partículas tradicionalmente requiere 5 sigma para considerar un resultado como un “descubrimiento”. Por tanto, se califica como “evidencia fuerte” de entrelazamiento.

Otro aspecto relevante del estudio es su implicación para la información cuántica. Mientras que las partículas con espín ½, como los quarks top, actúan como cúbits al tener dos estados posibles, los bosones Z poseen espín 1 y, por ende, tres estados. Esto significa que se comportan como qutrits. La observación de entrelazamiento entre estos bosones Z representa la primera evidencia de entrelazamiento entre qutrits formados por partículas elementales, abriendo nuevas vías para la computación cuántica avanzada.

La naturaleza “virtual” de una de las partículas entrelazadas reaviva el debate filosófico sobre la existencia real de estas entidades. Si bien algunos físicos las consideran herramientas matemáticas para describir procesos cuánticos intermedios, el hecho de que su espín participe en un estado cuántico conjunto con consecuencias observables sugiere una participación tangible en los fenómenos cuánticos, aunque la mecánica cuántica no zanja la cuestión de su existencia ontológica.