Фізики давно припускали, що кварки та глюони, з яких складаються протони, можуть перебувати у стані квантової заплутаності. Кварки та глюони є фундаментальними частинками Всесвіту. Тепер же вперше з'явився прямий доказ наявності цього дивного явища всередині субатомної частки протону, з якої, крім нейтрону, складаються ядра атомів.. Нове відкриття описано у дослідженні, опублікованому в журналі Reports on Progress in Physics, пише Live Science..

У Фокус. Технології з'явився власний Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та захоплюючі новини зі світу науки!

Частинки у стоянні квантової заплутаності пов'язані між собою таким чином, що зміна однієї частинки миттєво викликає зміну іншої, навіть якщо вони розділені величезними відстанями.. Альберт Ейнштейн спочатку відкидав цю ідею і називав квантову заплутаність " Але пізніші дослідження довели, що дивне квантове явище все ж таки існує.

Фізики вперше виявили існування квантової заплутаності між кварками та глюонами всередині протонів на відстані в одну квадрильйонну метру, що дозволяє частинкам обмінюватися інформацією по всьому протону.. Таким чином, нове відкриття змінює уявлення про внутрішню структуру та особливості даної субатомної частки.

Хоча квантова заплутаність була доведена ще в 70-х роках минулого століття, багато аспектів цього дивного явища залишаються відносно невивченими.. Це стосується і квантової заплутаності між кварками..

Справа в тому, що субатомні частинки не існують самі по собі, а натомість зливаються в різні комбінації частинок, відомі як адрони. Частина адронів називається баріонами. Такі баріони, як протони і нейтрони, складаються з трьох кварків, які тісно пов'язані з глюонами, переносниками сильної взаємодії..

Коли окремі кварки відриваються від адронів, то енергія, яку використовують для їх вилучення, робить ці частинки нестабільними, і перетворює їх на струмені частинок під час процесу адронізації.. Це робить завдання просіювання трильйонів продуктів розпаду частинок для відновлення їх вихідного стану неймовірно складним.. Але саме це і зробили фізики.

Щоб вивчити внутрішній стан протонів, фізики використовували дані, отримані під час експериментів на Великому адронному колайдері. Після цього фізики застосували принцип із квантової інформатики, згідно з яким ентропія системи, тобто міра того, скільки енергетичних станів може бути організовано в системі, збільшується із квантовою заплутаністю.

Вчені порівняли струмені частинок з розрахунками їхньої ентропії та виявили, що кварки та глюони всередині протонів, які стикаються у прискорювачі частинок, знаходяться у максимально можливому стані квантової заплутаності.. При цьому кожна частка ділиться максимально можливою інформацією.

За словами фізиків, це відкриття допоможе краще зрозуміти природу фундаментальних частинок Всесвіту.. Наприклад, можна отримати відповідь на питання, чому кварки та глюони залишаються ув'язненими всередині протонів..

Також фізики вважають, що квантова заплутаність усередині протонів може впливати на структуру ядер атомів, але ще належить з'ясувати, яким чином це відбувається..

Як вже писав Фокус, Всесвіт розширюється швидше, ніж можуть пояснити вчені, і це натякає на нову фізику. Швидкість розширення Всесвіту спантеличує фізиків вже кілька десятиліть. Недавнє дослідження додає нову проблему.

Також Фокус писав про те, що астрономи виявили рій чорних дірок, що проносяться через Чумацький Шлях. В одному з кульових зоряних скупчень вчені виявили понад сотню прихованих чорних дірок зіркової маси.