Des chercheurs du laboratoire national de Brookhaven ont signalé la découverte d'une espèce jusqu'alors inconnue.
Nous mesurons deux particules sortantes, et il est clair qu'ellesles charges sont différentes - ce sont des particules différentes - mais nous voyons des schémas d'interférence qui indiquent que ces particules sont intriquées ou synchronisées les unes avec les autres.
Zhangbu Xu, physicien au laboratoire national de Brookhaven et participant à la recherche
L'intrication quantique est un phénomène dans lequelles états quantiques de plusieurs objets s'avèrent interdépendants. Jusqu'à présent, cet effet n'a été observé que pour des particules identiques, telles que deux photons ou électrons. Dans leur étude, publiée dans la revue Science Advances, les physiciens ont montré un enchevêtrement entre des pions de différentes charges qui se produit lorsque des photons de lumière interagissent avec des gluons dans un noyau atomique.
Interaction entre pions lors du passage rapproché d'ions d'or entourés d'un "nuage" de photons à l'intérieur du collisionneur. Image : Laboratoire national de Brookhaven
Par une série de fluctuations quantiques, les photonsinteragissent avec les gluons, les particules ressemblant à de la colle qui maintiennent les quarks ensemble à l'intérieur des protons et des neutrons des noyaux, expliquent les scientifiques. À la suite de ces interactions, une particule intermédiaire se forme, qui se désintègre rapidement en deux pions de charges différentes. En mesurant la vitesse et les angles auxquels ces nouvelles particules entrent en collision avec le détecteur, les scientifiques peuvent revenir en arrière pour obtenir des informations importantes sur le photon et les utiliser pour localiser avec une grande précision l'emplacement des gluons dans le noyau.
Dans l'étude, les scientifiques ont analysé les "nuages"photons entourant les ions d'or en accélération, qui sont accélérés dans le collisionneur à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Si deux ions métalliques passent très près l'un de l'autre sans se heurter, les photons entourant l'un d'eux « explorent » la structure interne de l'autre.
Cette méthode est similaire à la façon dont les médecins utilisentLa tomographie par émission de positrons (TEP) permet de voir ce qui se passe à l'intérieur du cerveau et d'autres parties du corps. Mais dans ce cas, nous parlons de cartographier des objets à l'échelle des femtomètres - des quadrillionièmes de mètre - de la taille d'un seul proton.
James Daniel Brandenburg , physicien de l'Ohio State University et participant à la recherche
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