[ad_1]
Физики-ядерщики нашли новый способ увидеть детали внутри атомных ядер. Они делают это, отслеживая взаимодействия между частицами света и глюонами — частицами, подобными клею, которые скрепляют строительные блоки протонов и нейтронов. Метод основан на использовании нового типа квантовой интерференции между двумя разнородными частицами. Отслеживание того, как эти запутанные частицы возникают в результате взаимодействий, позволяет ученым наметить расположение глюонов.
Влияние
Этот метод похож на то, как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) сканирует мозг и другие части тела, но работает в масштабе фемтометров — квадриллионных долей метра. Это поможет ученым понять, как глюоны создают структуру протонов, нейтронов и атомов, составляющих видимую материю. Измерение квантовой интерференции происходит между разнородными частицами, которые разлетаются на несколько метров в детекторе STAR. Это открытие может привести к новым способам использования квантовой запутанности. Почти все такие попытки на сегодняшний день, в том числе в области квантовых вычислений, исследовали запутанность между идентичными частицами.
Краткое содержание
В этом исследовании использовался релятивистский коллайдер тяжелых ионов (RHIC), пользовательский объект Управления науки Министерства энергетики, который ускоряет и сталкивается с ядрами атомов, таких как золото. Эти ускоряющиеся ядра окружены облаком поляризованных фотонов — частиц света. Через ряд квантовых флуктуаций фотоны, окружающие один ускоряющийся ион, могут взаимодействовать с глюонами другого. Отслеживая скорость и углы, под которыми определенные частицы появляются в результате этих взаимодействий, ученые могут очень точно измерить поляризацию фотонов. Это позволяет им отображать распределение глюонов как вдоль направления поляризации, так и перпендикулярно ему, что приводит к более точному распределению глюонов, чем измеренное ранее.
Чтобы сделать эти измерения, ученые отследили два пиона — один с положительным зарядом, другой с отрицательным зарядом. Каждый состоит из комбинированных волновых функций частиц, возникающих в результате процесса распада, который происходит внутри каждого из двух ядер, проходящих на «большом» расстоянии (для ядер). Интерференционные картины между волновыми функциями этих частиц показали, что противоположно заряженные частицы, попадающие в детектор STAR RHIC, запутаны или синхронизированы друг с другом. Это первое в истории экспериментальное наблюдение интерференции между разнородными частицами позволяет измерить поляризацию фотонов и может открыть новые возможности для использования квантовой запутанности.
Финансирование
Эта работа финансировалась Управлением науки Министерства энергетики, программой ядерной физики, Национальным научным фондом США и рядом международных агентств, перечисленных в опубликованной статье.
[ad_2]
Source