Οι φυσικοί υποψιάζονταν εδώ και καιρό ότι τα θεμελιώδη σωματίδια των πρωτονίων, τα κουάρκ και τα γκλουόνια, παρουσιάζουν κβαντική διεμπλοκή. Τώρα, για πρώτη φορά, ερευνητές βρήκαν άμεσες αποδείξεις για αυτή τη διεμπλοκή, χρησιμοποιώντας μια μέθοδο που βασίζεται στην εντροπία των σωματιδίων.
Κβαντική Διεμπλοκή: Η «μυστηριώδης δράση από απόσταση»
Η κβαντική διεμπλοκή είναι το φαινόμενο όπου δύο σωματίδια συνδέονται με τέτοιο τρόπο, ώστε μια αλλαγή στο ένα προκαλεί άμεση αλλαγή στο άλλο, ανεξάρτητα από την απόσταση που τα χωρίζει.
Η κβαντική επιστήμη διερευνά και βοηθά να εξηγηθούν μερικά από τα πιο παράξενα φαινόμενα στο σύμπαν, ρίχνοντας φως ακόμη και στο μυστήριο της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας. Το κβαντικό είναι η μελέτη των ατόμων και των υποατομικών σωματιδίων και το πώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Εξετάζει τα ίδια τα πράγματα από τα οποία είμαστε φτιαγμένοι και τα πάντα γύρω μας.
Ένα από τα πιο μακρινά φαινόμενα της κβαντικής θεωρίας είναι η κβαντική διεμπλοκή, η ιδέα ότι τα σωματίδια της ίδιας προέλευσης, τα οποία κάποτε ήταν συνδεδεμένα, παραμένουν πάντα συνδεδεμένα.
Ακόμα κι αν χωριστούν και απομακρυνθούν πολύ σε χρόνο και χώρο, συνεχίζουν να μοιράζονται κάτι πέρα από έναν απλό δεσμό – απορρίπτουν τις αρχικές κβαντικές τους καταστάσεις και παίρνουν μια νέα, ενωμένη κβαντική κατάσταση την οποία διατηρούν για πάντα. Αυτό σημαίνει ότι αν συμβεί κάτι σε ένα σωματίδιο, επηρεάζει όλα τα άλλα με τα οποία είναι μπλεγμένο.
Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν είχε απορρίψει αυτή την ιδέα ως «μυστηριώδη δράση από απόσταση», αλλά μεταγενέστερα πειράματα απέδειξαν ότι το φαινόμενο είναι πραγματικό.
Παρόλο που η διεμπλοκή μεταξύ κουάρκ έχει παρατηρηθεί ξανά στο παρελθόν, αυτή είναι η πρώτη φορά που εντοπίζεται εντός ενός πρωτονίου, σε απόσταση μόλις ενός τετράκις εκατομμυριοστού του μέτρου. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στις 2 Δεκεμβρίου 2024 στο περιοδικό Reports on Progress in Physics.
Αναδιαμορφώνοντας την εικόνα των πρωτονίων
«Για δεκαετίες, είχαμε μια παραδοσιακή άποψη για το πρωτόνιο ως μια συλλογή κουάρκ και γκλουονίων», εξήγησε ο Zhoudunming Tu, φυσικός στο Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven στη Νέα Υόρκη. «Με τις αποδείξεις για τη διεμπλοκή, η εικόνα αυτή αλλάζει. Τώρα βλέπουμε ένα πιο περίπλοκο και δυναμικό σύστημα».
Πώς ανακαλύφθηκε η διεμπλοκή
Η ομάδα των ερευνητών χρησιμοποίησε δεδομένα από πειράματα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) και του Επιταχυντή Δακτυλίου Ηλεκτρονίων-Αδρονίων (HERA). Εφήρμοσαν μια αρχή από την κβαντική επιστήμη πληροφοριών, η οποία συσχετίζει την αύξηση της εντροπίας ενός συστήματος με την ένταση της διεμπλοκής.
Αναλύοντας την «ακαταστασία» στα σωματιδιακά σπρέι που δημιουργούνται από τις συγκρούσεις πρωτονίων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα κουάρκ και τα γκλουόνια βρίσκονταν σε μέγιστη διεμπλεγμένη κατάσταση.
Η σημασία της ανακάλυψης
Η ανακάλυψη αυτή μπορεί να βοηθήσει στη βαθύτερη κατανόηση των θεμελιωδών σωματιδίων, όπως και του τρόπου με τον οποίο τα κουάρκ και τα γκλουόνια παραμένουν «παγιδευμένα» μέσα στα πρωτόνια. Εγείρει επίσης νέα ερωτήματα για το πώς η διεμπλοκή επηρεάζει τις πυρηνικές δομές.
«Δεδομένου ότι οι πυρήνες αποτελούνται από πρωτόνια και νετρόνια, είναι φυσικό να ρωτήσουμε πώς η διαπλοκή επηρεάζει τη δομή των πυρήνων», σημείωσε ο Tu.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν τον επιταχυντή ηλεκτρονίων-ιόντων (EIC), ο οποίος θα είναι διαθέσιμος σε περίπου 10 χρόνια, για περαιτέρω μελέτες. Μέχρι τότε, συγκρούσεις βαρέων ιόντων μπορεί να προσφέρουν προκαταρκτικά δεδομένα.
Η έρευνα αυτή ανοίγει τον δρόμο για νέες ανακαλύψεις στον κλάδο της κβαντικής φυσικής, φέρνοντας μας πιο κοντά στην κατανόηση της σύνθετης φύσης της ύλης.
VIA: Πηγή Άρθρου
Greek Live Channels Όλα τα Ελληνικά κανάλια: Βρίσκεστε μακριά από το σπίτι ή δεν έχετε πρόσβαση σε τηλεόραση; Το IPTV σας επιτρέπει να παρακολουθείτε όλα τα Ελληνικά κανάλια και άλλο περιεχόμενο από οποιαδήποτε συσκευή συνδεδεμένη στο διαδίκτυο. Αν θες πρόσβαση σε όλα τα Ελληνικά κανάλια Πατήστε Εδώ
Ακολουθήστε το TechFreak.GR στο Google News για να μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις τεχνολογίας.
