Le collisioni di particelle ad alta energia producono "getti" di quark, antiquark o gluoni. A causa del fenomeno chiamato confinamento, gli scienziati non possono rilevare direttamente i quark. Invece, i quark derivanti da queste collisioni si frammentano in molte particelle secondarie che possono essere rilevate.
Gli scienziati hanno recentemente affrontato la produzione di jet utilizzando simulazioni quantistiche. Hanno scoperto che i getti che si propagano modificano fortemente il vuoto quantistico, lo stato quantistico con l’energia più bassa possibile. Inoltre, i quark prodotti mantengono l’entanglement quantistico, il collegamento tra le particelle attraverso le distanze. Questa scoperta, pubblicata in Physical Review Letters , significa che ora gli scienziati possono studiare questo entanglement negli esperimenti.
Questa ricerca ha eseguito simulazioni quantistiche che hanno rilevato la modificazione del vuoto da parte dei getti che si propagano. Le simulazioni hanno anche rivelato un entanglement quantistico tra i getti. Questo entanglement può essere rilevato negli esperimenti nucleari. Il lavoro rappresenta anche un passo avanti nell’informatica classica di ispirazione quantistica. Potrebbe portare alla creazione di nuovi circuiti integrati specifici per l'applicazione.
Le collisioni di particelle ad alta energia producono "getti":quark, antiquark o gluoni che si muovono attraverso il vuoto quantistico. A causa della proprietà di confinamento delle interazioni forti, i quark non vengono mai rilevati direttamente ma si frammentano invece in molte particelle secondarie.
Gli scienziati si aspettano da tempo che, man mano che i getti si propagano attraverso il confinato vuoto quantistico, modificheranno tale vuoto. Gli scienziati hanno anche proposto che la coppia iniziale quark-antiquark possa mantenere l’entanglement quantistico, almeno per un certo periodo. Tuttavia, questi problemi non potevano essere risolti in precedenza a causa della mancanza di strumenti teorici e computazionali adeguati.
Questa situazione è cambiata con l'avvento dei metodi di calcolo quantistico.
Questi problemi di vecchia data della fisica nucleare sono stati affrontati da un team di scienziati della Stony Brook University e del Brookhaven National Laboratory che collabora con la società informatica NVIDIA. I loro risultati possono stimolare il lavoro sperimentale sulla rilevazione dell'entanglement presso il Brookhaven National Lab e altrove.
Ulteriori informazioni: Adrien Florio et al, Dinamiche non perturbative in tempo reale della produzione di jet nel modello Schwinger:entanglement quantistico e modificazione del vuoto, Lettere di revisione fisica (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.021902
Informazioni sul giornale: Lettere di revisione fisica
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