近日，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所理論物理室?guī)r斌副研究員團(tuán)隊(duì)在量子力學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得重要突破。他們創(chuàng)新性地利用輕子對(duì)撞機(jī)Belle實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，首次通過π+π-粒子對(duì)散射過程，揭示了輕味夸克之間可能存在的量子糾纏現(xiàn)象，并在6.2
的高置信度水平上驗(yàn)證了量子非局域性，為深入理解量子力學(xué)基本原理在微觀世界中的奧秘提供了新的研究手段。這項(xiàng)開創(chuàng)性工作發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Phys. Rev. Lett. 135 (2025) 011902）。
量子非局域性是量子力學(xué)最神奇的特性之一，它表明兩個(gè)糾纏粒子可以瞬間影響彼此，即使相隔遙遠(yuǎn)。這種"幽靈般的超距作用"曾讓愛因斯坦深感困惑。雖然物理學(xué)家已在光子、原子等簡(jiǎn)單系統(tǒng)中證實(shí)了這一現(xiàn)象，但在高能物理領(lǐng)域，由于夸克被強(qiáng)相互作用牢牢束縛，無法直接觀測(cè)，檢驗(yàn)其量子特性一直是巨大的挑戰(zhàn)。
巖斌課題組獨(dú)辟蹊徑，通過分析Belle實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中強(qiáng)子化產(chǎn)物的角度分布，成功捕捉到夸克量子態(tài)的"指紋"。這些精細(xì)的角關(guān)聯(lián)模式表明，產(chǎn)生的夸克對(duì)保持著量子糾纏行為，并顯著違反了描述經(jīng)典物理的貝爾不等式。這是首次在強(qiáng)相互作用主導(dǎo)的系統(tǒng)中利用非衰變模式發(fā)現(xiàn)的此類量子關(guān)聯(lián)特征，為粒子物理學(xué)和量子信息科學(xué)領(lǐng)域之間的聯(lián)系開辟了新途徑，相關(guān)研究方法可以直接應(yīng)用于北京譜儀III（BESIII）以及我國(guó)提出的環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)CEPC等。
該論文作者（按姓氏排序）為匹茲堡大學(xué)程焜博士、高能所巖斌副研究員（通訊作者）。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院以及高能所科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)支持。
論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/gmqz-v4cl
圖：π+π-粒子對(duì)產(chǎn)生過程運(yùn)動(dòng)學(xué)信息示意圖（左圖），Belle實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)貝爾變量的預(yù)期結(jié)果（右圖）
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