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Borja TosarIgnacio CrespoJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetentrelazamiento de pares de bosones zbosón higgs y colaboración atlasbosón higgs decae en bosones zbosones virtuales off-shell higgsgluones y quarks generando bosón higgsmodelo estándar colisión de protonesbosón higgs lazo cerrado de leptonesbosón higgs decaimiento bosones zleptón anti-leptón electrón anti-electróngluones protones loop tres quarksquark acoplamiento bosón higgsdecaimiento bosón higgs dos bosones zconstante acoplamiento números chiquititosprobabilidad detección partícula medidaleptones finales medidoscorrelaciones espines leptonesgluones generan loop quarkhiggs decae en dos zetaszetas decaen en antileptónalineación leptones antileptones bosones zdecaimiento bosones higgs estado entrelazadoestadística alineación espinas leptonesbosones z higgs entrelazados mecánica cuánticaestado entrelazado o estado eprbosones z y higgs decaymedición leptones y espinesbosón higgs escalar spin cerobosón z vectorial spin unoestados del bosón zbosón higgs spin ceropares de bosones zetasspin total debe ser ceroestados cuánticos zetas combinación linealmecánica cuántica todo ocurrebosones z y distribuciones angularesestado separable bosones zexperimento de francis villatoromatriz densidad y estimadores ángulosbosones z producidos bosón higgsestados separables vs no separableshipótesis separable bosones ángulo cerobosón de HiggsBorja TosarBosón ZHiggsAtlasGran Colisionador de Hadrones (LHC)bosones ZFrancis VillatoroLHCbosón Higgsestado EPRModelo EstándarCERNGinebra
Bosón Higgs decae en Bosones Z
Con
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Borja Tosar explica el proceso por el cual un bosón de Higgs decae en dos bosones Z, que a su vez se desintegran en leptones y antileptones como electrones o muones.
…lo que ocurre, lo que se midió, ahora vamos a decir cómo se produce eso; es mirar dos, un par de bosones Z, de los mediadores de la fuerza son bosones pesados, masivos y ver que están entrelazados cuánticamente uno con el otro. Eso es lo que se pidió. Es más, si uno mira el título del artículo, que es algo así como medición del entrelazamiento de pares de bosones Z en el decaimiento del bosón de Higgs en la colaboración Atlas, automáticamente suena algo raro ahí. ¿Cómo? Dos bosones Z que decaen a partir de un bosón de Higgs, porque el bosón de Higgs es más masivo que el bosón Z, pero no más masivo que dos de ellos. Es decir, el Higgs tiene menos masa que dos bosones Z. ¿Cómo puede ser que un Higgs decaiga en dos bosones ¿Z? Puede hacerlo, pero siempre y cuando esos dos bosones Z sean bosones virtuales, es decir, bosones que están off-shell, que no cumplen la relación de capa de masa y que a su vez van a decaer en otras cosas; que son esas las que yo observo. No es que yo observo dos bosones Z. Lo que ocurre es esto: hay un proceso, un proceso. bastante abstruso, que involucra un proceso cuántico a través del modelo estándar por el cual dos gluones, recordemos, estamos haciendo colisionado a protones, los protones tienen adentro quarks y gluones, entonces uno de los procesos que ocurren ahí es que un par de gluones generan un loop, un lazo cerrado de leptones, o de quarks mejor dicho, eso genera un bosón de Higgs, Ese bosón de Higgs Decae en dos bosones Z y cada uno de esos bosones Z decaen en un leptón anti-leptón. Leptón anti-leptón puede ser por ejemplo un electrón anti-electrón, muón anti-muón. Es decir, es bastante complicado: dos gluones que están adentro de los protones hacen un loop con tres quarks. Ese quark, como los quarks se acoplan, un quark anti-quark se acopla al bosón Higgs; se genera un bosón de Higgs. Como el Higgs se acopla a dos Z, decae en dos Z y cada uno de esos Z, como es neutro, no cargado, decae en un electrón anti-electrón, o muón anti-muón, o una mezcla de ellos porque están mezclados. Entonces es bastante abstruso el decaimiento, y cuanto más abstruso un decaimiento, menos probable es porque en cada uno de estos pasajes se multiplica por una constante de acoplamiento, que son números muy chiquititos; entonces, cuantas más peripecias tuvo que hacer una partícula para hacer medida al final, menos probable es detectar esto. Entonces se necesita muchísima energía, muchísimas data; entonces este es el proceso que se midió. Pero ¿qué es lo que se mide? Lo que se mide son los leptones, los leptones finales. Entonces lo que se mide es cuáles son las correlaciones entre las direcciones de los espines, como vienen alineados, los espines de los leptones antileptones que aparecen como detrito de toda esta secuencia de colisiones, recordemos, dos gluones que generan un loop de quark, ese quark genera un higgs, el higgs decae en dos zetas y cada uno de esos zetas decae en un leptón antileptón; toda esa secuencia de decaimientos termina en leptones y anteleptones que vienen alineados sus. Espinas de manera muy precisa haciendo una estadística de esta alineación lo que se ve a casi 4,7 sigmas es que la distribución es aquella que corresponde a que los bosones generados por el decaimiento del Higgs eran dos bosones Z que estaban en un estado entrelazado. Es decir, que es un estado entrelazado; en mecánica cuántica es un estado que como estado cuántico cuando uno escribe tiene que Remitir inevitablemente a la situación en la que están los dos a la vez y no puedes factorizar lo que le pasa a uno por lo que le pasa al otro. Eso es un estado entrelazado, es un estado EPR, es un estado en el cual este bosón le pasa esto mientras al otro le pasa lo otro o viceversa. Pero no es que a este le pasa a este independientemente de lo que le pasa al otro, en ese sentido no se desfactoriza. Lo que muestra es que esta distribución es muy compatible, es 4,7 sigmas con la situación de que ese paso intermedio entre el Higgs decayó en dos bosones Z estaban entre ellos entrelazados cuánticamente y es la primera vez que se observa en el LHC este tipo de procesos. Z que interviene en este tipo de procesos. Bueno, más o menos lo has explicado bastante bien, no tengo mucho más que aportar. Hay que recordar que el bosón de Higgs es un escalar, luego tiene solamente, digamos, el spin es cero, pero el bosón Z es un bosón vectorial, tiene spin uno, con lo que el bosón Z tiene tres estados. Para el spin tengo la proyección, vamos a llamarla, más uno, cero y menos uno. Entonces cuando yo produzco una pareja de zetas a partir de un gis que tiene spin cero, el spin total tiene que ser cero. Entonces el estado que tienen cada uno de esos zetas puede ser una combinación lineal de estados que uno tenga uno y el otro tenga menos uno en spin o que ambos tengan cero; cero o uno tenga menos uno y el otro tenga más uno. Entonces, para que me dé cero, las tres combinaciones son posibles. Entonces, en mecánica cuántica, todo lo que puede ocurrir ocurre. Entonces, lo normal es que esos dos zetas tengan un estado cuántico que sea una combinación lineal de esas tres posibilidades: más menos, cero cero, menos más. Y lo que este experimento ha probado, viendo las distribuciones angulares de los lectones que se producen, es que se descarta que el estado de esos pozones Z corresponda al estado que es separable, el único separable posible, que es el 0,0. Es un estado en el que yo puedo separar los estados. El estado normal siempre es una combinación lineal de esas tres posibilidades, de ahí que sea un estado entrelazado y no separable Y eso se mide mirando la matriz densidad con una serie de estimadores que a partir de los ángulos de los productos me permiten determinar algunos coeficientes No todos, la matriz densidad es de 9 por 9, pero algunos elementos no diagonales de la matriz densidad los puedo determinar en concreto dos de ellos y aunque los errores ahora mismo son muy altos, se ha podido hacerse contraste de hipótesis separando lo que es el estado separable, que los bosones salgan con 0 -0, del estado no separable, que salgan con una combinación lineal más-menos, 0-0, menos más. Más uno menos uno Estuvimos hablando, entre otros temas, sobre esa controversia o esa noticia importante de la resolución del problema del milenio, del problema de Navier Stokes con modelos de OpenAI. Entonces en ese sentido, en ese contexto pregunta Nicolás, Nico, 89-52 es…
Significado #1 · Palabras #1
Borja Tosar explica por primera vez que se ha medido el entrelazamiento cuántico entre dos bosones Z, recordando las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza y los mediadores de cada una.
Habla: Borja TosarSignificado #8 · Palabras #10entrelazamiento cuántico bosones zfuerza nuclear débil bosón zmediador fuerza nuclear gluóninteracción entre neutrinosbosones z experimento atlasgran colisionador de hadrones cerncolaboración atlas ginebra…casi que como titulares en versión breve? Sí, yo lo explico y si no Francis puede aclarar más porque se relaciona con muchas cosas que Francis explicó con detalle acerca de cómo medir, midiendo espines, el hecho de que dos estados están entrelazados o no. La primera vez que se mide el entrelazamiento cuántico entre dos bosones Z, dos bosones Z que son; recordemos que hay cuatro fuerzas naturales fundamentales: está el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil, la fuerza nuclear fuerte y la gravedad. La fuerza nuclear electromagnetismo está mediada por el fotón, la fuerza nuclear fuerte está mediada por el gluón, la gravedad es complicadísima. La fuerza nuclear débil está mediada por tres partículas que se llaman W+, W- y la Z. La Z es neutra y este se llama bosón Z; este bosón es el mediador de la fuerza nuclear débil y por ejemplo interviene en, no sé, por ejemplo la interacción entre neutrinos o cosas por el estilo. Por ejemplo dos neutrinos colisionan entre sí y hay otros dos neutrinos, cosas por el estilo. Procesos muy poco probables. Bueno, los bosones EZ se midió por primera vez en ATLAS. ATLAS es la colaboración que funciona dentro del, que usa el LHC, el gran colisionador de hadrones, en el CERN, en Ginebra. Entonces, recordemos que hace el LHC; el LHC hace chocar protones a muy alta energía. Acá estamos hablando entre 13 teraelectrónvoltios y 13,6 teraelectrónvoltios medidos del sistema de centro de masa. Es mucha, mucha energía comparado con otros experimentos…
Borja Tosar explica el proceso por el cual un bosón de Higgs decae en dos bosones Z, que a su vez se desintegran en leptones y antileptones como electrones o muones.
Habla: Borja TosarSignificado #1 · Palabras #1entrelazamiento de pares de bosones zbosón higgs y colaboración atlasbosón higgs decae en bosones zbosones virtuales off-shell higgsgluones y quarks generando bosón higgsmodelo estándar colisión de protonesbosón higgs lazo cerrado de leptonesbosón higgs decaimiento bosones zleptón anti-leptón electrón anti-electróngluones protones loop tres quarksquark acoplamiento bosón higgsdecaimiento bosón higgs dos bosones zconstante acoplamiento números chiquititosprobabilidad detección partícula medidaleptones finales medidoscorrelaciones espines leptonesgluones generan loop quarkhiggs decae en dos zetaszetas decaen en antileptónalineación leptones antileptones bosones zdecaimiento bosones higgs estado entrelazadoestadística alineación espinas leptonesbosones z higgs entrelazados mecánica cuánticaestado entrelazado o estado eprbosones z y higgs decaymedición leptones y espinesbosón higgs escalar spin cerobosón z vectorial spin unoestados del bosón zbosón higgs spin ceropares de bosones zetasspin total debe ser ceroestados cuánticos zetas combinación linealmecánica cuántica todo ocurrebosones z y distribuciones angularesestado separable bosones zexperimento de francis villatoromatriz densidad y estimadores ángulosbosones z producidos bosón higgsestados separables vs no separableshipótesis separable bosones ángulo cero…lo que ocurre, lo que se midió, ahora vamos a decir cómo se produce eso; es mirar dos, un par de bosones Z, de los mediadores de la fuerza son bosones pesados, masivos y ver que están entrelazados cuánticamente uno con el otro. Eso es lo que se pidió. Es más, si uno mira el título del artículo, que es algo así como medición del entrelazamiento de pares de bosones Z en el decaimiento del bosón de Higgs en la colaboración Atlas, automáticamente suena algo raro ahí. ¿Cómo? Dos bosones Z que decaen a partir de un bosón de Higgs, porque el bosón de Higgs es más masivo que el bosón Z, pero no más masivo que dos de ellos. Es decir, el Higgs tiene menos masa que dos bosones Z. ¿Cómo puede ser que un Higgs decaiga en dos bosones ¿Z? Puede hacerlo, pero siempre y cuando esos dos bosones Z sean bosones virtuales, es decir, bosones que están off-shell, que no cumplen la relación de capa de masa y que a su vez van a decaer en otras cosas; que son esas las que yo observo. No es que yo observo dos bosones Z. Lo que ocurre es esto: hay un proceso, un proceso. bastante abstruso, que involucra un proceso cuántico a través del modelo estándar por el cual dos gluones, recordemos, estamos haciendo colisionado a protones, los protones tienen adentro quarks y gluones, entonces uno de los procesos que ocurren ahí es que un par de gluones generan un loop, un lazo cerrado de leptones, o de quarks mejor dicho, eso genera un bosón de Higgs, Ese bosón de Higgs Decae en dos bosones Z y cada uno de esos bosones Z decaen en un leptón anti-leptón. Leptón anti-leptón puede ser por ejemplo un electrón anti-electrón, muón anti-muón. Es decir, es bastante complicado: dos gluones que están adentro de los protones hacen un loop con tres quarks. Ese quark, como los quarks se acoplan, un quark anti-quark se acopla al bosón Higgs; se genera un bosón de Higgs. Como el Higgs se acopla a dos Z, decae en dos Z y cada uno de esos Z, como es neutro, no cargado, decae en un electrón anti-electrón, o muón anti-muón, o una mezcla de ellos porque están mezclados. Entonces es bastante abstruso el decaimiento, y cuanto más abstruso un decaimiento, menos probable es porque en cada uno de estos pasajes se multiplica por una constante de acoplamiento, que son números muy chiquititos; entonces, cuantas más peripecias tuvo que hacer una partícula para hacer medida al final, menos probable es detectar esto. Entonces se necesita muchísima energía, muchísimas data; entonces este es el proceso que se midió. Pero ¿qué es lo que se mide? Lo que se mide son los leptones, los leptones finales. Entonces lo que se mide es cuáles son las correlaciones entre las direcciones de los espines, como vienen alineados, los espines de los leptones antileptones que aparecen como detrito de toda esta secuencia de colisiones, recordemos, dos gluones que generan un loop de quark, ese quark genera un higgs, el higgs decae en dos zetas y cada uno de esos zetas decae en un leptón antileptón; toda esa secuencia de decaimientos termina en leptones y anteleptones que vienen alineados sus. Espinas de manera muy precisa haciendo una estadística de esta alineación lo que se ve a casi 4,7 sigmas es que la distribución es aquella que corresponde a que los bosones generados por el decaimiento del Higgs eran dos bosones Z que estaban en un estado entrelazado. Es decir, que es un estado entrelazado; en mecánica cuántica es un estado que como estado cuántico cuando uno escribe tiene que Remitir inevitablemente a la situación en la que están los dos a la vez y no puedes factorizar lo que le pasa a uno por lo que le pasa al otro. Eso es un estado entrelazado, es un estado EPR, es un estado en el cual este bosón le pasa esto mientras al otro le pasa lo otro o viceversa. Pero no es que a este le pasa a este independientemente de lo que le pasa al otro, en ese sentido no se desfactoriza. Lo que muestra es que esta distribución es muy compatible, es 4,7 sigmas con la situación de que ese paso intermedio entre el Higgs decayó en dos bosones Z estaban entre ellos entrelazados cuánticamente y es la primera vez que se observa en el LHC este tipo de procesos. Z que interviene en este tipo de procesos. Bueno, más o menos lo has explicado bastante bien, no tengo mucho más que aportar. Hay que recordar que el bosón de Higgs es un escalar, luego tiene solamente, digamos, el spin es cero, pero el bosón Z es un bosón vectorial, tiene spin uno, con lo que el bosón Z tiene tres estados. Para el spin tengo la proyección, vamos a llamarla, más uno, cero y menos uno. Entonces cuando yo produzco una pareja de zetas a partir de un gis que tiene spin cero, el spin total tiene que ser cero. Entonces el estado que tienen cada uno de esos zetas puede ser una combinación lineal de estados que uno tenga uno y el otro tenga menos uno en spin o que ambos tengan cero; cero o uno tenga menos uno y el otro tenga más uno. Entonces, para que me dé cero, las tres combinaciones son posibles. Entonces, en mecánica cuántica, todo lo que puede ocurrir ocurre. Entonces, lo normal es que esos dos zetas tengan un estado cuántico que sea una combinación lineal de esas tres posibilidades: más menos, cero cero, menos más. Y lo que este experimento ha probado, viendo las distribuciones angulares de los lectones que se producen, es que se descarta que el estado de esos pozones Z corresponda al estado que es separable, el único separable posible, que es el 0,0. Es un estado en el que yo puedo separar los estados. El estado normal siempre es una combinación lineal de esas tres posibilidades, de ahí que sea un estado entrelazado y no separable Y eso se mide mirando la matriz densidad con una serie de estimadores que a partir de los ángulos de los productos me permiten determinar algunos coeficientes No todos, la matriz densidad es de 9 por 9, pero algunos elementos no diagonales de la matriz densidad los puedo determinar en concreto dos de ellos y aunque los errores ahora mismo son muy altos, se ha podido hacerse contraste de hipótesis separando lo que es el estado separable, que los bosones salgan con 0 -0, del estado no separable, que salgan con una combinación lineal más-menos, 0-0, menos más. Más uno menos uno Estuvimos hablando, entre otros temas, sobre esa controversia o esa noticia importante de la resolución del problema del milenio, del problema de Navier Stokes con modelos de OpenAI. Entonces en ese sentido, en ese contexto pregunta Nicolás, Nico, 89-52 es…