Forskning afslører kvantesammenfiltring blandt kvarker

Kollisioner af højenergipartikler producerer "jets" af kvarker, anti-kvarker eller gluoner. På grund af det fænomen, der kaldes indespærring, kan videnskabsmænd ikke direkte opdage kvarker. I stedet fragmenteres kvarkerne fra disse kollisioner til mange sekundære partikler, som kan påvises.

Forskere behandlede for nylig jetproduktion ved hjælp af kvantesimuleringer. De fandt ud af, at de udbredte jetfly kraftigt modificerer kvantevakuumet - kvantetilstanden med den lavest mulige energi. Derudover bevarer de producerede kvarker kvantesammenfiltring, koblingen mellem partikler på tværs af afstande. Denne konstatering, offentliggjort i Physical Review Letters , betyder, at videnskabsmænd nu kan studere denne sammenfiltring i eksperimenter.

Denne forskning udførte kvantesimuleringer, der har detekteret ændringen af ​​vakuumet af de udbredte jetfly. Simuleringerne har også afsløret kvanteforviklinger blandt jetflyene. Denne sammenfiltring kan påvises i nukleare eksperimenter. Arbejdet er også et skridt fremad inden for kvante-inspireret klassisk computing. Det kan resultere i skabelsen af ​​nye applikationsspecifikke integrerede kredsløb.

Kollisioner af højenergipartikler producerer "jets" - kvarker, antikvarker eller gluoner, der bevæger sig gennem kvantevakuumet. På grund af indeslutningsegenskaben ved stærke vekselvirkninger detekteres kvarker aldrig direkte, men fragmenteres i stedet i mange sekundære partikler.

Forskere har længe forventet, at når jetfly forplanter sig gennem det begrænsende kvantevakuum, vil de ændre dette vakuum. Forskere har også foreslået, at det oprindelige kvark-antikvark-par kan bevare kvantesammenfiltringen, i det mindste i nogen tid. Disse problemer kunne dog ikke løses tidligere på grund af mangel på passende teoretiske og beregningsmæssige værktøjer.

Den situation har ændret sig med fremkomsten af ​​kvanteberegningsmetoder.

Disse langvarige problemer inden for kernefysik er blevet behandlet af et team af forskere fra Stony Brook University og Brookhaven National Laboratory, der samarbejder med computerfirmaet NVIDIA. Deres resultater kan stimulere eksperimentelt arbejde med at opdage sammenfiltring i Brookhaven National Lab og andre steder.

Flere oplysninger: Adrien Florio et al., Real-Time Nonperturbative Dynamics of Jet Production i Schwinger Model:Quantum Entanglement and Vacuum Modification, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.021902

Journaloplysninger: Physical Review Letters

Leveret af det amerikanske energiministerium