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陽子の内部で量子もつれが初めて観察されました。

科学者たちは陽子の内部を調べた結果、その基本的な構成要素であるクォークとグルーオンが次のような性質を持っていることを発見しました。 量子もつれ。絡み合った粒子は互いにリンクしているため、たとえ遠く離れていても、一方の変化が他方の変化を瞬時に引き起こします。ザ アルバート・アインシュタイン この考えを「遠くでの現象的な作用」として却下したことは有名ですが、その後の実験により、この奇妙な局所性を破壊する現象が現実であることが証明されました。 物理学者はこれまでにクォーク間のもつれを観察したことがあるが、クォークが陽子の内部で量子結合状態で存在するという証拠はまだ発見していない。さて、チーム 研究者 25万分の1メートルの距離で陽子の内部でクォークとグルーオンの間のもつれを発見し、粒子が陽子全体で情報を共有できるようになりました。«何十年にもわたって、私たちは陽子をクォークとグルーオンの集合体であるという伝統的な見方を持っており、クォークとグルーオンが陽子の内部でどのように分布しているかなど、個々の粒子のいわゆる特性を理解することに焦点を当ててきました。」と研究の共著者は声明で述べた。 トゥー・チョウドゥンミン、ニューヨーク州アプトンにあるブルックヘブン国立研究所の物理学者。 」クォークとグルーオンが絡み合っていることが証明された今、状況は変わりました。私たちははるかに複雑で動的なシステムを持っています»。の実験的証明 量子もつれ は 1970 年代に初めて出現しましたが、クォーク間の絡み合った相互作用など、この現象の多くの側面は比較的未解明のままです。これは主に、亜原子粒子がそれ自体では存在せず、ハドロンとして知られる粒子のさまざまな組み合わせを形成するという事実によるものです。たとえば、バリオンは、陽子や中性子と同様、強力な核力を運ぶグルーオンによってしっかりと結合された 3 つのクォークの組み合わせです。個々のクォークがハドロンから剥がされると、それらを放出するために使用されるエネルギーによってクォークが不安定になり、ハドロン化と呼ばれるプロセスで分岐した粒子ジェットに変わります。このため、粒子の何兆もの崩壊生成物を分類して元の状態を再構築する作業が非常に困難になります。しかし、それはまさに研究者たちがやったことなのです。陽子の内部の仕組みを調査するために、科学者たちは実験から収集されたデータを使用しました。 大型ハドロン衝突型加速器 (LHC）と彼の ハドロン電子リング加速器 (ヘラ）。次に彼らは、システムのエントロピー (システムが形成できるエネルギー状態の数の尺度) がもつれによって増加し、粒子スプレーの分布がより乱雑に見えるという量子情報科学の原理を適用しました。粒子スプレーとそのエントロピーの計算を比較することで、物理学者は、衝突する陽子の内部のクォークとグルーオンが最大のもつれの状態で存在し、それぞれが可能な限り多くの情報を共有していることを発見しました。«エントロピーは通常、一部の情報に関する不確実性と関連していますが、エンタングルメントは、エンタングルされた 2 つの当事者間での情報の「共有」につながります。したがって、これら 2 つは量子力学で相互に関連付けることができます"、 言った トゥ。 «予測されたエントロピー (もつれを想定) を使用してデータの内容と照合し、大きな一致を見つけます。»。科学者たちは、彼らの発見は、 基本粒子に関するより多くの知識を得るのに役立つ可能性があります - クォークやグルーオンが陽子の中に閉じ込められたままになるのと同じです。この研究はまた、陽子が原子核内に閉じ込められているときにもつれがどのように変化するかについてさらなる疑問を引き起こした。«原子核は陽子と中性子で構成されているため、もつれが原子核の構造にどのような影響を与えるのか疑問に思うのは自然なことです。トゥーさんは言いました。 」電子イオン加速器（EIC）を使ってこれを研究する予定です。 これは10年以内に実現するだろう。これに先立って、特定の種類の衝突、いわゆる重粒子衝突における超領域衝突でも、次のような結果が生じる可能性があります。»。[via] #陽子の内部で量子もつれが初めて観察されました