На сайте Phys.org размещена интересная статья "New type of entanglement lets scientists 'see' inside nuclei" - "Новый тип запутанности позволяет ученым «заглянуть» внутрь ядра".

Физики-ядерщики нашли новый способ использования Релятивистского коллайдера тяжелых ионов (Relativistic Heavy Ion Collider - RHIC) — коллайдера частиц в Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США — чтобы увидеть форму и детали внутри атомных ядер. Метод основан на частицах света, которые окружают ионы золота, когда они движутся вокруг коллайдера, и на новом типе квантовой запутанности, которого раньше никогда не было.

Посредством серии квантовых флуктуаций частицы света (фотоны) взаимодействуют с глюонами — похожими на клей частицами, которые удерживают вместе кварки внутри протонов и нейтронов ядер. Эти взаимодействия производят промежуточную частицу, которая быстро распадается на два пиона с разным зарядом (π). Измеряя скорость и углы, под которыми эти π+ и π-частицы сталкиваются с детектором RHIC STAR, ученые могут вернуться назад, чтобы получить важную информацию о фотоне и использовать ее для определения расположения глюонов в ядре с более высокой точностью, чем когда-либо ранее.

Многие ученые, в том числе лауреаты Нобелевской премии по физике 2022 года, стремятся использовать одновременно запутанность и взаимодействие физически разделенных частиц. Одна из целей состоит в том, чтобы создать значительно более мощные средства связи и компьютеры, чем существующие сегодня. Но большинство других наблюдений запутанности на сегодняшний день, включая недавнюю демонстрацию интерференции лазеров с разными длинами волн, происходило между фотонами или идентичными электронами.

RHIC работает как пользовательский центр Министерства энергетики США, где физики могут изучать самые внутренние строительные блоки ядерной материи — кварки и глюоны, из которых состоят протоны и нейтроны. Они делают это, сталкивая вместе ядра тяжелых атомов, таких как золото, движущихся в противоположных направлениях вокруг коллайдера со скоростью, близкой к скорости света. Интенсивность этих столкновений между ядрами (также называемыми ионами) может «расплавить» границы между отдельными протонами и нейтронами, чтобы ученые могли изучать кварки и глюоны в том виде, в каком они существовали в очень ранней Вселенной — до образования протонов и нейтронов.

Но физики-ядерщики также хотят знать, как кварки и глюоны ведут себя внутри атомных ядер, как они существуют сегодня, чтобы лучше понять силу, которая удерживает эти строительные блоки вместе.

Недавнее открытие с использованием «облаков» фотонов, окружающих ускоряющиеся ионы RHIC, предлагает способ использовать эти частицы света, чтобы заглянуть внутрь ядер. Если два иона золота проходят очень близко друг к другу, не сталкиваясь, фотоны, окружающие один ион, могут исследовать внутреннюю структуру другого.

Работа описана в статье, только что опубликованной в Science Advances в открытом доступе:

STAR COLLABORATION. Tomography of ultrarelativistic nuclei with polarized photon-gluon collisions. SCIENCE ADVANCES, 4 Jan 2023, Vol 9, Issue 1, DOI: 10.1126/sciadv.abq3903