Un descubrimiento revolucionario en la física cuántica revela que los quarks y gluones, los componentes fundamentales de los protones, pueden existir en un estado de entrelazamiento cuántico, compartiendo información a escalas sin precedentes. Este hallazgo, reportado el 21 de enero de 2025, desafía las concepciones de larga data sobre los protones como entidades estáticas.
Investigadores del Laboratorio Nacional de Brookhaven utilizaron técnicas avanzadas de análisis de datos del Gran Colisionador de Hadrones y el Acelerador Hadron-Electrón para descubrir este fenómeno. Detectaron el entrelazamiento entre quarks y gluones a distancias tan pequeñas como un cuatrillón de metros, lo que indica que estas partículas comparten la máxima cantidad de información posible dentro de un protón.
El físico Zhoudunming Tu explicó que este descubrimiento altera fundamentalmente la comprensión de la estructura del protón, enfatizando las interacciones dinámicas entre sus componentes. El estudio utilizó principios de la ciencia de la información cuántica, en particular mediciones de entropía, que mostraron un aumento debido al entrelazamiento, proporcionando evidencia directa de este estado cuántico.
Las implicaciones de esta investigación van más allá de la física teórica. Abre caminos para futuras investigaciones sobre el papel del entrelazamiento cuántico dentro de los núcleos atómicos. Se planean futuras exploraciones utilizando el Colisionador Electrón-Ión, que se espera comience operaciones dentro de la próxima década, junto con técnicas experimentales alternativas como colisiones pesadas ultra-periféricas.
A medida que avanza la investigación, se espera que estos hallazgos profundicen la comprensión de las partículas fundamentales y sus comportamientos, lo que podría llevar a avances significativos en la tecnología cuántica y aplicaciones en campos como la computación cuántica y la ciencia de materiales.