Οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει συγκρούσεις σωματιδίων υψηλής ενέργειας για να κοιτάξουν μέσα στα πρωτόνια, τα σωματίδια που βρίσκονται μέσα στους πυρήνες όλων των ατόμων. Αυτό αποκάλυψε για πρώτη φορά ότι τα κουάρκ και τα γκλουόνια, τα δομικά στοιχεία των πρωτονίων, βιώνουν το φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής, όπως αναφέρουν οι πληροφορίες του Robert Lea.
Τι είναι η κβαντική διεμπλοκή
Η διεμπλοκή είναι η πτυχή της κβαντικής φυσικής που λέει ότι δύο επηρεασμένα σωματίδια μπορούν να επηρεάσουν ακαριαία το ένα την «κατάσταση» του άλλου ανεξάρτητα από το πόσο ευρέως διαχωρισμένα είναι – ακόμα κι αν βρίσκονται σε αντίθετες πλευρές του σύμπαντος.
Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν θεμελίωσε τις θεωρίες της σχετικότητας στην ιδέα ότι τίποτα δεν μπορεί να ταξιδέψει ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός , ωστόσο, κάτι που θα έπρεπε να αποκλείει τη στιγμιαία φύση της διεμπλοκής.
Ως αποτέλεσμα, ο Αϊνστάιν ήταν τόσο προβληματισμένος από τη διεπλοκή που την περιέγραψε περίφημα ως «spukhafte Fernwirkung» ή «απόκοσμη δράση από απόσταση». Ωστόσο, παρά τον σκεπτικισμό του Αϊνστάιν για τη διεπλοκή, αυτό το «απόκοσμο» φαινόμενο έχει επαληθευτεί ξανά και ξανά. Πολλές από αυτές τις επαληθεύσεις αφορούσαν τη δοκιμή αυξανόμενων αποστάσεων στις οποίες μπορεί να αποδειχθεί η εμπλοκή. Αυτή η νέα δοκιμή ακολούθησε την αντίθετη προσέγγιση, διερεύνησε την εμπλοκή σε απόσταση μόλις ενός τεταρτοκατομμυριοστού του μέτρου, βρίσκοντας ότι συμβαίνει στην πραγματικότητα μέσα σε μεμονωμένα πρωτόνια.
Ομάδα και ανακάλυψη μέσα στο πρωτόνιο
Η ομάδα διαπίστωσε ότι η ανταλλαγή πληροφοριών που καθορίζουν τη διαπλοκή συμβαίνει σε ολόκληρες ομάδες θεμελιωδών σωματιδίων που ονομάζονται κουάρκ και γκλουόνια μέσα σε ένα πρωτόνιο.
Ο Tu εξηγεί την ανακάλυψη
«Πριν κάνουμε αυτή τη δουλειά, κανείς δεν είχε εξετάσει τη εμπλοκή μέσα σε ένα πρωτόνιο σε πειραματικά δεδομένα σύγκρουσης υψηλής ενέργειας», είπε σε μια δήλωση το μέλος της ομάδας και φυσικός του Brookhaven Lab Zhoudunming Tu.
«Για δεκαετίες, είχαμε μια παραδοσιακή άποψη του πρωτονίου ως μια συλλογή από κουάρκ και γκλουόνια και έχουμε επικεντρωθεί στην κατανόηση των λεγόμενων ιδιοτήτων ενός σωματιδίου, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου που τα κουάρκ και τα γκλουόνια κατανέμονται μέσα στο πρωτόνιο».
Διαπλοκή και εντροπία
Η έρευνα της ομάδας, το αποκορύφωμα έξι ετών εργασίας, βελτιώνει την κατανόηση των επιστημόνων για το πώς η εμπλοκή επηρεάζει τη δομή των πρωτονίων. Η διαπλοκή γίνεται ακατάστατη.
Για να διερευνήσουν την εσωτερική δομή των πρωτονίων, οι επιστήμονες εξέτασαν συγκρούσεις σωματιδίων υψηλής ενέργειας που έχουν συμβεί σε εγκαταστάσεις όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC). Όταν τα σωματίδια συγκρούονται με εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες, άλλα σωματίδια απομακρύνονται από τη σύγκρουση σαν συντρίμμια που πετάγονται μακριά από μια σύγκρουση μεταξύ δύο οχημάτων.
Αυτή η ομάδα χρησιμοποίησε μια τεχνική που αναπτύχθηκε το 2017 που εφαρμόζει την επιστήμη της κβαντικής πληροφορίας σε συγκρούσεις ηλεκτρονίων-πρωτονίων για να προσδιορίσει πώς η εμπλοκή επηρεάζει τις διαδρομές των σωματιδίων που απομακρύνονται.
Δεδομένα HERA και εντροπία
Στη συνέχεια, αναζητώντας «καθαρότερα» δεδομένα, οι ερευνητές εξέτασαν τις συγκρούσεις ηλεκτρονίων-πρωτονίων που πραγματοποιήθηκαν στον επιταχυντή σωματιδίων Αδρονίου-Δακτυλίου Ηλεκτρονίου (HERA) από το 1992 έως το 2007.
Συγκρίνοντας τα δεδομένα HERA με τους υπολογισμούς της εντροπίας, τα αποτελέσματα της ομάδας ταιριάζουν απόλυτα με τις προβλέψεις τους, παρέχοντας ισχυρές ενδείξεις ότι τα κουάρκ και τα γκλουόνια μέσα στα πρωτόνια είναι στο μέγιστο βαθμό μπλεγμένα.
Η μέγιστη εμπλοκή μέσα στο πρωτόνιο προκύπτει ως συνέπεια ισχυρών αλληλεπιδράσεων που παράγουν μεγάλο αριθμό ζευγών κουάρκ-αντικουάρκ και γκλουονίων.
Αυτή θα είναι μια από τις βασικές έρευνες που θα πραγματοποιήσει ο επικείμενος επιταχυντής ιόντων ηλεκτρονίων (EIC) της Brookhaven Lab. Ως εκ τούτου, αυτά τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να αποτελέσουν σημαντικό μέρος του οδικού χάρτη για το EIC, το οποίο πρόκειται να αρχίσει να λειτουργεί το 2030.
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Reports on Progress in Physics
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.
