Buvo atrastas naujas kvantinio susipynimo būdas: fotonai „atsimena“ atomų struktūrą

Исследователи из Брукхейвенской национальной лаборатории сообщили об открытии ранее неизвестного вида

квантовой запутанности. В экспериментах на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов ученые впервые наблюдали квантовую интерференцию между разнородными частицами. Это открытие поможет картировать распределение глюонов (безмассовых элементарных частиц) внутри атомного ядра.

Matuojame dvi išeinančias daleles, ir aišku, kad joskrūviai skirtingi – tai skirtingos dalelės – bet matome trukdžių modelius, kurie rodo, kad šios dalelės yra susipynusios arba sinchronizuojamos viena su kita.

Zhangbu Xu, Brookhaven nacionalinės laboratorijos fizikas ir tyrimo dalyvis

Kvantinis susipynimas yra reiškinys, kuriamepasirodo, kad kelių objektų kvantinės būsenos yra tarpusavyje susijusios. Iki šiol šis poveikis buvo pastebėtas tik identiškoms dalelėms, pavyzdžiui, dviem fotonams ar elektronams. Savo tyrime, paskelbtame žurnale „Science Advances“, fizikai parodė skirtingų krūvių pionų įsipainiojimą, kuris atsiranda šviesos fotonams sąveikaujant su atomo branduolyje esančiais gliuonais.

Pionų sąveika artimai praeinant aukso jonams, apsuptiems fotonų „debesio“ greitintuvo viduje. Vaizdas: Brookhaven nacionalinė laboratorija

Per eilę kvantinių svyravimų, fotonųMokslininkai aiškina, kad jie sąveikauja su gliuonais – į klijus panašiomis dalelėmis, kurios kartu sulaiko kvarkus branduolių protonų ir neutronų viduje. Dėl šių sąveikų susidaro tarpinė dalelė, kuri greitai suyra į du skirtingus krūvius turinčius pionus. Išmatavę greitį ir kampus, kuriais šios naujos dalelės susiduria su detektoriumi, mokslininkai gali grįžti atgal, norėdami gauti svarbios informacijos apie fotoną ir panaudoti ją, kad labai tiksliai nustatytų gliuonų vietą branduolyje.

Tyrimo metu mokslininkai išanalizavo „debesis“fotonai, supantys greitėjančius aukso jonus, kurie greitintuve įsibėgėja iki greičio, artimo šviesos greičiui. Jei du metalo jonai praeina labai arti vienas kito nesusidūrę, vieną iš jų supantys fotonai „tiria“ kito vidinę struktūrą.

Šis metodas yra panašus į tai, kaip naudoja gydytojaipozitronų emisijos tomografijos (PET) skenavimas, siekiant pamatyti, kas vyksta smegenyse ir kitose kūno dalyse. Tačiau šiuo atveju kalbame apie objektų kartografavimą femtometrų skalėje – metro kvadrilijoninėmis dalimis – vieno protono dydžio.

Jamesas Danielis Brandenburgas, Ohajo valstijos universiteto fizikas ir tyrimo dalyvis

Skaityti daugiau:

Pamatykite galingiausią ugnikalnio išsiveržimą Jupiterio mėnulyje

Pavadinti maisto produktai, sukeliantys vėžį. Jie patiekiami ant Naujųjų metų stalo

Kinijos roveris Mėnulyje aptiko dar nematyto bazalto pėdsakų