Открит е нов вид квантово заплитане: фотоните "помнят" структурата на атомите

Изследователи от Националната лаборатория Брукхейвън съобщиха за откриването на неизвестен досега вид.

квантово заплитане.В експерименти в Relativistic Heavy Ion Collider учените наблюдаваха квантова интерференция между различни частици за първи път. Това откритие ще помогне да се картографира разпределението на глуони (безмасови елементарни частици) вътре в атомното ядро.

Измерваме две изходящи частици и е ясно, че тезарядите са различни - те са различни частици - но виждаме интерферентни модели, които показват, че тези частици са заплетени или синхронизирани една с друга.

Zhangbu Xu, физик в Националната лаборатория Brookhaven и участник в изследването

Квантовото заплитане е явление, при коетоквантовите състояния на няколко обекта се оказват взаимозависими. Досега този ефект е наблюдаван само за идентични частици, като два фотона или електрона. В тяхното изследване, публикувано в списанието Science Advances, физиците са показали заплитане между пиони с различни заряди, които възникват, когато фотони от светлина взаимодействат с глуони в атомно ядро.

Взаимодействие между пиони по време на близкото преминаване на златни йони, заобиколени от "облак" от фотони вътре в колайдера. Изображение: Национална лаборатория Брукхейвън

Чрез поредица от квантови флуктуации фотонитевзаимодействат с глуони, подобните на лепило частици, които държат кварките заедно в протоните и неутроните на ядрата, обясняват учените. В резултат на тези взаимодействия се образува междинна частица, която бързо се разпада на два пиона с различни заряди. Чрез измерване на скоростта и ъглите, при които тези нови частици се сблъскват с детектора, учените могат да се върнат назад, за да получат важна информация за фотона и да я използват, за да определят местоположението на глуоните в ядрото с висока точност.

В проучването учените са анализирали "облаците"фотони, обграждащи ускоряващите златни йони, които се ускоряват в колайдера до скорости, близки до скоростта на светлината. Ако два метални йона преминат много близо един до друг, без да се сблъскат, фотоните около единия от тях "изследват" вътрешната структура на другия.

Този метод е подобен на този, който използват лекаритепозитронно-емисионна томография (PET), за да видите какво се случва в мозъка и други части на тялото. Но в този случай говорим за картографиране на обекти в скалата на фемтометри - квадрилиони от метър - размерът на един протон.

Джеймс Даниел Бранденбург, физик от държавния университет в Охайо и участник в изследването

Прочетете още:

Вижте най-мощното вулканично изригване на луната на Юпитер

Назовани храни, които причиняват рак. Сервират се на новогодишната маса

Китайски марсоход открива следи от невиждан досега базалт на Луната