Международная группа ученых, включая исследователей из Института ядерной физики Польской академии наук, применила методы квантовой информатики для изучения внутренней структуры протона. Они обнаружили, что внутри протона квантовая запутанность достигает максимального уровня, а основными источниками этого явления являются виртуальные глюоны и кварки. Новый подход позволил впервые объяснить все доступные экспериментальные данные, полученные в ходе глубоко неупругих столкновений электронов и протонов.
В ходе экспериментов ученые использовали метод, при котором электрон испускает высокоэнергетический фотон, взаимодействующий с кварками и глюонами внутри протона. Анализ вторичных частиц показал, что составляющие протона находятся в состоянии максимальной запутанности, что означает их неразрывную взаимосвязь. Введенное понятие энтропии запутанности позволило количественно измерить степень этого явления: чем меньше информации доступно о внутренней структуре протона, тем выше его энтропия.
Этот новый метод значительно улучшает интерпретацию данных ускорительных экспериментов, таких как HERA в DESY и будущий Electron-Ion Collider (EIC) в США. Он открывает перспективы для глубокого понимания сильных взаимодействий, связывающих кварки и глюоны в протоне, а также процессов, влияющих на его свойства внутри атомного ядра.
В дальнейшем исследователи планируют углубиться в изучение роли квантовой запутанности в ядерной физике, что может привести к новым открытиям в области фундаментальных взаимодействий и структуры материи. В работе участвовали ученые из ведущих мировых институтов, включая Брукхейвенскую национальную лабораторию и Университет Стоуни-Брук.
#космос #наука #познавательное #технологии
