Новое исследование показало, что кварки и глюоны, составляющие протоны, проявляют квантовую запутанность – явление, при котором частицы мгновенно влияют друг на друга, независимо от расстояния. Эксперименты с высокоэнергетическими столкновениями подтвердили максимальную запутанность между этими фундаментальными частицами внутри протона. Ранее протон рассматривался как совокупность кварков и глюонов, но теперь известно, что это гораздо более сложная и динамичная система.
Ключевым моментом исследования было использование методики, применяющей квантовую информатику к анализу данных столкновений. Учёные измерили «энтропию» частиц, образующихся при высокоэнергетических столкновениях, и сравнили ее с теоретическими предсказаниями, основанными на квантовой запутанности. В результате, экспериментальные данные подтвердили максимальную запутанность внутри протона.
Изучение запутанности кварков и глюонов внутри протонов открывает новые возможности для понимания фундаментальной структуры материи. Это может помочь ответить на вопросы о силах, удерживающих эти элементарные частицы вместе, и о том, как ядерная среда влияет на структуру протонов. В частности, исследователи интересуются, может ли запутанность протона разрушаться в более крупных ядрах атомов.
Результаты, полученные на коллайдерах, таких как Большой адронный коллайдер и HERA, могут стать основой для будущих исследований на электронно-ионном коллайдере (EIC), запуск которого запланирован на 2030 год. EIC позволит изучать запутанность не только в отдельных протонах, но и в протонах, находящихся в ядрах атомов. Таким образом, запутанность может пролить новый свет на фундаментальные проблемы ядерной физики.
Изображение носит иллюстративный характер
Ключевым моментом исследования было использование методики, применяющей квантовую информатику к анализу данных столкновений. Учёные измерили «энтропию» частиц, образующихся при высокоэнергетических столкновениях, и сравнили ее с теоретическими предсказаниями, основанными на квантовой запутанности. В результате, экспериментальные данные подтвердили максимальную запутанность внутри протона.
Изучение запутанности кварков и глюонов внутри протонов открывает новые возможности для понимания фундаментальной структуры материи. Это может помочь ответить на вопросы о силах, удерживающих эти элементарные частицы вместе, и о том, как ядерная среда влияет на структуру протонов. В частности, исследователи интересуются, может ли запутанность протона разрушаться в более крупных ядрах атомов.
Результаты, полученные на коллайдерах, таких как Большой адронный коллайдер и HERA, могут стать основой для будущих исследований на электронно-ионном коллайдере (EIC), запуск которого запланирован на 2030 год. EIC позволит изучать запутанность не только в отдельных протонах, но и в протонах, находящихся в ядрах атомов. Таким образом, запутанность может пролить новый свет на фундаментальные проблемы ядерной физики.
