Extrémní entanglement: V protonu jsou provázané kvarky a gluony  
Einstein neměl rád děsivou akci na dálku. Dnešní fyzici odvážně zkoumají entanglement v opačném extrému. Analýzami vysokoenergetických srážek elektronů s protony zjišťovali, jak funguje děsivá akce uvnitř protonu, tedy opravdu hodně na blízko, v prostoru o velikosti zhruba 0,84 femtometru.
Srážka elektronu s protonem. Kredit: Valerie Lentz/Brookhaven National Laboratory.
Srážka elektronu s protonem. Kredit: Valerie Lentz/Brookhaven National Laboratory.

Když se Einstein bál kvantového provázání čili entanglementu, mluvil o něm jako o děsivé akci na dálku „spooky action at a distance.“ Děsilo ho, že už samotné připuštění existence plnohodnotného kvantového provázání znamená, že v rámci kvantové mechaniky na sebe objekty, pokud jsou navzájem vzdálené, působí nadsvětelnou rychlostí.

 

Zhoudunming (Kong) Tu. Kredit: Brookhaven National Laboratory.
Zhoudunming (Kong) Tu. Kredit: Brookhaven National Laboratory.

Kvantová mechanika překonala dětské krůčky a vypučela v celý strašidelný lunapark, kde stále máme co objevovat. Zhoudunming Tu z Brookhaven National Laboratory a jeho kolegové vzali kvantový entanglement z opačného konce. Zkoumali ho v měřítku neuvěřitelně malých vzdáleností uvnitř protonu, přičemž poloměr protonu je 0,84 femtometru (0,84 krát 10 na mínus 15).

 

Tu a spol. analyzovali data z vysokoenergetických srážek elektronů s protony, aby se mohli „podívat“ dovnitř jednotlivého protonu. Potvrdili předpovědi, že kvarky a gluony, tedy elementární částice, které vytvářejí strukturu protonu, jsou uvnitř protonu kvantově provázané a jako celek sdílejí informaci.

 

Logo. Kredit: Brookhaven National Laboratory.
Logo. Kredit: Brookhaven National Laboratory.

Badatelé zmapovali dění při srážkách a odvozovali z toho, jak kvantový entanglement ovlivňuje chování částic, které při těchto srážkách vznikají. Jde o nový pohled na intenzivně studovaný vnitřek protonu. Výsledku výzkumu entanglementu v protonu by mohly nalézt uplatnění i v dalších oblastech, které mají co do činění s entanglementem.

 

Jak říká Tu, nikdo před nimi zatím nezkoumal entanglement uvnitř protonu s využitím dat vysokoenergetických srážek. Podle něj jsme dlouhé desítky let vnímali protony jako slepence kvarků a gluonů, přičemž nás zajímaly především vlastnosti jednotlivých částic a jejich distribuce uvnitř protonu. Potvrzení, že kvarky a gluony v protonu jsou kvantově provázané, odkrývá podstatně složitější, dynamickou povahu vnitřku protonu.

 

Video: Kvarky, gluony, silná interakce a kvantová chromodynamika

 

Literatura

Brookhaven National Laboratory 2. 12. 2024.

Reports on Progress in Physics 87: 120501.

Datum: 03.12.2024
Tisk článku

Související články:

Rekordní kvantový entanglement spojil dva atomy na vzdálenost 33 kilometrů     Autor: Stanislav Mihulka (11.07.2022)
Děsivá akce titánů: Fyzici potvrdili nefalšovaný entanglement top kvarků     Autor: Stanislav Mihulka (23.06.2024)
Jak rychlý je kvantový entanglement? Fyzici jdou na úroveň attosekund     Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2024)



Diskuze:

entanglement - proč se to vlastně děje?

Vratislav Zapletal,2024-12-04 12:46:29

víme, že to existuje, umíme to matematicky popsat, učíme se to využít ... ale proč se to sakra vlastně děje? K čemu je to přírodě dobré?

Odpovědět


Re: entanglement - proč se to vlastně děje?

Martin Novák2,2024-12-04 20:24:13

Je to dobré ke snížení výpočetní náročnosti simulace našeho vesmíru.
Pravidlo zní že se vytvoří vždy dvě částice opačné polarity. Ale jenom v naprosto mizivém počtu případů záleží na polaritě konkrétní jedné částice z těch dvou. A proto se polarita konkrétní částice určí jen když na tom záleží (někdo to měří), a tím automaticky vznikne i polarita té druhé částice.
Žádná komunikace na dálku není potřebná protože ve virtuálním systému je vzdálenost jenom virtuální.
Podobně jako když se ve hře vypočítávají a texturují jen pixely které hráč vidí.
Stejně tak přesná dráha částic. Při dvouštěrbinovém experimentu létají částice jako vlny oběma štěrbinami. Ale když dáte do jedné štěrbiny detektor tak najednou létají jenom jednou nebo druhou. Ale když ten detektor necháte tam a jenom ho vypnete tak začnou najednou létat zase oběma štěrbinami. Je mnohem jednodušší statisticky odhadnout dráhu než simulovat pohyb částice přes jednotlivé pixely (kvanta prostoru).

Odpovědět


Re: Re: entanglement - proč se to vlastně děje?

Eva M,2024-12-06 19:40:28

ehm, prave na tomto napadla ta teorie "zdanliva castice projevem vlny" ................jako laik si mohu blbosti dovolit.

nekde jsem zahledla ze ten entanlement je snad povazovan za "projev spolecne minulosti" -- ??
(mozna dalsi nesmysl)

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz