Am Large Hadron Collider (LHC) bei Genf haben Forschende die geheimnisvolle Quantenverschränkung erstmals zwischen zwei besonders schweren und extrem kurzlebigen Z-Bosonen nachgewiesen, die beim Zerfall eines Higgs-Bosons entstehen. Der Effekt, den Albert Einstein einst als „spukhafte Fernwirkung“ verspottete, zeigt sich damit auch bei den flüchtigsten Teilchen der Hochenergiephysik.
Verschränkung aus dem Higgs-Zerfall
Die zur ATLAS-Kollaboration am CERN gehörende Gruppe – unter Beteiligung der Universität Oxford – untersuchte Kollisionen bei rund 13 Billionen Elektronenvolt. Dabei zerfällt ein Higgs-Boson kurzzeitig in ein Paar Z-Bosonen, die ihrerseits fast augenblicklich in Elektronen oder Myonen zerfallen. Aus den Flugwinkeln dieser messbaren Teilchen rekonstruierten die Forschenden die Spins der ursprünglichen Z-Bosonen und prüften, ob sie quantenmechanisch miteinander verknüpft waren.
4,7 Sigma – ein belastbares Signal
Das Ergebnis ist statistisch aussagekräftig: Ein Test über die vollständige Winkelverteilung verwarf die Annahme unverschränkter Teilchen mit einer Signifikanz von 4,7 Standardabweichungen gegenüber der verschränkten Vorhersage des Standardmodells. Damit zählt die Messung zu den energiereichsten Verschränkungs-Nachweisen überhaupt. Frühere Belege am LHC gelangen an Top-Quarks; dass der Effekt auch bei derart schweren, kurzlebigen Bosonen auftritt, unterstreicht laut den Beteiligten seine fundamentale Robustheit.
Warum das über die Teilchenphysik hinaus zählt
Verschränkung gilt als Grundpfeiler von Quantencomputern und abhörsicherer Kommunikation. Der Nachweis unter den härtesten Bedingungen des Universums stützt die Annahme, dass die Quantenmechanik auch bei höchsten Energien gültig bleibt. Es handelt sich um eine reale experimentelle Messung, nicht um eine Simulation oder reine Theorie.
Quelle: ATLAS-Kollaboration (CERN) und University of Oxford, veröffentlicht in Physical Review Letters am 11. September 2026: „Measurements of Z-Boson Pair Entanglement in Decays of Higgs Bosons at the ATLAS Experiment“, DOI 10.1103/y1nh-1b82.
