Sammenfiltringsentropier af nukleare systemer viste sig at vokse som volumen af ​​disse systemer

Entanglement er, hvad Einstein kaldte "uhyggelig handling på afstand." Det er en central del af det, der adskiller kvantemekanik fra vores hverdagsoplevelse. I kvantemekanikken bruger forskere en måling kaldet sammenfiltringsentropi til at kvantificere mængden af ​​sammenfiltringen mellem to undersystemer – for eksempel mellem et system, der studeres, og dets miljø.

Store sammenfiltringsentropier indikerer, at et system har stærke korrelationer til dets miljø. I mange systemer er sammenfiltringsentropierne proportionale med det område, der adskiller et system fra dets miljø. Dette gælder også for sorte huller, hvor den energirelaterede entropivækst er proportional med arealet af begivenhedshorisonten. Men atomkernerne er forskellige. De komplicerede vekselvirkninger i kerner fører til sammenfiltringsentropier, der vokser som volumenet af systemet af interesse, ikke som dets overfladeareal.

Det er svært at beregne tilstanden af ​​et kvantesystem, fordi det kræver, at videnskabsmænd nøjagtigt fanger systemets sammenfiltring med dets miljø. Nyere forskning kvantificerer sammenfiltringsentropier for neutronstof.

Forskere studerede sammenfiltringsentropier mellem middelfeltrummet og dets miljø i nukleare systemer. Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Physical Review C .

Ved hjælp af relaterede målinger kvantificerer forskningen også denne entropi for atomkerner. Dette arbejde kan bidrage til kvanteberegning ved at hjælpe forskere med at forstå, hvordan antallet af operationer, der er nødvendige for at forberede en tilstand på en kvantechip, vokser med stigende sammenfiltringsentropi.

Da sammenfiltringsentropier er svære at beregne, udledte forskerne også relationer til lettere at beregne mål. Forskningen viste, at entanglement-entropier er relateret til andre mængder, der er lettere at beregne, og som kan tjene som entanglement-vidner.

Generelle argumenter tyder også på, at sammenfiltringsentropien i nukleare systemer opfylder en volumenlov i stedet for en områdelov. Dette arbejde testede og bekræftede disse resultater ved at beregne sammenfiltringsentropier af modeller for atomkerner og neutronstof.

Flere oplysninger: Chenyi Gu et al., Entanglement entropy of nuclear systems, Physical Review C (2023). DOI:10.1103/PhysRevC.108.054309. På arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2303.04799

Journaloplysninger: Fysisk gennemgang C , arXiv

Leveret af det amerikanske energiministerium