Революционное открытие в квантовой физике показывает, что кварки и глюоны, основные компоненты протонов, могут существовать в состоянии квантовой запутанности, делясь информацией на беспрецедентных масштабах. Это открытие, о котором сообщили 21 января 2025 года, ставит под сомнение устоявшиеся представления о протонах как статических сущностях.
Исследователи из Национальной лаборатории Брукхейвен использовали передовые методы анализа данных из Большого адронного коллайдера и ускорителя адронов-электронов, чтобы обнаружить это явление. Им удалось зафиксировать запутанность между кварками и глюонами на расстояниях всего в один квадриллион метр, что указывает на то, что эти частицы делятся максимальным количеством информации, возможным внутри протона.
Физик Чжудунминь Ту объяснил, что это открытие кардинально меняет понимание структуры протонов, подчеркивая динамические взаимодействия между их компонентами. Исследование использовало принципы квантовой информационной науки, в частности измерения энтропии, которые показали увеличение из-за запутанности, предоставляя прямые доказательства этого квантового состояния.
Последствия этого исследования выходят за рамки теоретической физики. Оно открывает новые пути для дальнейших исследований роли квантовой запутанности в атомных ядрах. В будущем планируется использование электронно-ионного коллайдера, который ожидается в запуске в следующем десятилетии, а также альтернативные экспериментальные методы, такие как ультра-периферийные тяжелые ионные столкновения.
По мере продвижения исследования ожидается, что эти результаты углубят понимание фундаментальных частиц и их поведения, что потенциально приведет к значительным достижениям в квантовой технологии и ее приложениях в таких областях, как квантовые вычисления и наука о материалах.