- 14,589
- 22
- 8 Ноя 2022
Исследование раскрывает неожиданные свойства элементарных частиц.
Ученые из Национальной лаборатории Брукхейвена при Министерстве энергетики США разработали новый метод изучения структуры протонов с использованием данных о столкновениях частиц высокой энергии. В основе их подхода лежит применение науки о квантовой информации для анализа влияния квантовой запутанности на траектории частиц, возникающих в результате столкновений электрона и протона.
Исследование Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся , что Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся и Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся , которые составляют структуру протона, связаны явлением квантовой запутанности. Эта концепция, описанная Альбертом Эйнштейном как «жуткое действие на расстоянии», подразумевает, что частицы могут "знать" состояние друг друга, даже находясь на большом удалении. В случае протонов запутанность распространяется на все кварки и глюоны внутри одной частицы, несмотря на чрезвычайно малые расстояния – меньше квадриллионной доли метра.
Шестилетнее исследование, результаты которого опубликованы в журнале Reports on Progress in Physics, показывает, как запутанность влияет на распределение стабильных частиц, возникающих под разными углами при столкновении. Эти данные углубляют понимание внутренней структуры протона, добавляя новый уровень сложности к традиционным представлениям о нем как о простой совокупности кварков и глюонов.
Полученные результаты имеют далеко идущие последствия. Они не только уточняют картину структуры протона, но и дают новый инструмент для изучения квантовой природы частиц в ядерной физике. В частности, исследование помогает понять, как свойства протонов меняются в составе ядра. Это станет одной из ключевых задач будущих экспериментов на Электронно-ионном коллайдере (EIC), который планируется открыть в лаборатории Брукхейвена в 2030-х годах.
Использование квантовой информации позволило ученым спрогнозировать, как запутанность внутри протона влияет на энтропию – показатель беспорядка в частицах, образующихся при столкновениях. Максимальная запутанность кварков и глюонов соответствует высокой энтропии, что подтверждается анализом данных, полученных на коллайдерах, таких как Большой адронный коллайдер в Европе и Hadron-Electron Ring Accelerator в Германии.
Кроме того, новые методы анализа помогут исследовать более сложные явления, такие как влияние ядерной среды на квантовую запутанность протонов. Вопросы, связанные с когерентностью и декогерентностью квантовых состояний, остаются открытыми и требуют дальнейших исследований. Будущие эксперименты EIC позволят не только углубить знания о структуре видимой материи, но и изучить фундаментальные взаимодействия, которые удерживают кварки и глюоны внутри протонов.
Новая модель также помогает рассматривать поведение протона как единого целого, а не совокупности отдельных частиц. Это сравнимо с явлением температуры воды: свойства отдельной молекулы мало говорят о температуре в целом, но статистическое поведение всей системы формирует это свойство. Аналогично, коллективное поведение кварков и глюонов раскрывает сложную картину структуры протонов.
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на изучении того, как протон изменяет свои свойства в ядерной среде и как это связано с традиционными явлениями ядерной и частичной физики. Эти работы могут открыть новые границы в понимании структуры материи и фундаментальных законов Вселенной.
Ученые из Национальной лаборатории Брукхейвена при Министерстве энергетики США разработали новый метод изучения структуры протонов с использованием данных о столкновениях частиц высокой энергии. В основе их подхода лежит применение науки о квантовой информации для анализа влияния квантовой запутанности на траектории частиц, возникающих в результате столкновений электрона и протона.
Исследование Для просмотра ссылки Войди
Шестилетнее исследование, результаты которого опубликованы в журнале Reports on Progress in Physics, показывает, как запутанность влияет на распределение стабильных частиц, возникающих под разными углами при столкновении. Эти данные углубляют понимание внутренней структуры протона, добавляя новый уровень сложности к традиционным представлениям о нем как о простой совокупности кварков и глюонов.
Полученные результаты имеют далеко идущие последствия. Они не только уточняют картину структуры протона, но и дают новый инструмент для изучения квантовой природы частиц в ядерной физике. В частности, исследование помогает понять, как свойства протонов меняются в составе ядра. Это станет одной из ключевых задач будущих экспериментов на Электронно-ионном коллайдере (EIC), который планируется открыть в лаборатории Брукхейвена в 2030-х годах.
Использование квантовой информации позволило ученым спрогнозировать, как запутанность внутри протона влияет на энтропию – показатель беспорядка в частицах, образующихся при столкновениях. Максимальная запутанность кварков и глюонов соответствует высокой энтропии, что подтверждается анализом данных, полученных на коллайдерах, таких как Большой адронный коллайдер в Европе и Hadron-Electron Ring Accelerator в Германии.
Кроме того, новые методы анализа помогут исследовать более сложные явления, такие как влияние ядерной среды на квантовую запутанность протонов. Вопросы, связанные с когерентностью и декогерентностью квантовых состояний, остаются открытыми и требуют дальнейших исследований. Будущие эксперименты EIC позволят не только углубить знания о структуре видимой материи, но и изучить фундаментальные взаимодействия, которые удерживают кварки и глюоны внутри протонов.
Новая модель также помогает рассматривать поведение протона как единого целого, а не совокупности отдельных частиц. Это сравнимо с явлением температуры воды: свойства отдельной молекулы мало говорят о температуре в целом, но статистическое поведение всей системы формирует это свойство. Аналогично, коллективное поведение кварков и глюонов раскрывает сложную картину структуры протонов.
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на изучении того, как протон изменяет свои свойства в ядерной среде и как это связано с традиционными явлениями ядерной и частичной физики. Эти работы могут открыть новые границы в понимании структуры материи и фундаментальных законов Вселенной.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
