Entrelazamiento cuántico entre las partículas del interior de un protón

Una nueva investigación revela, a través de experimentos, la existencia de un entrelazamiento cuántico generalizado entre todas las partículas del interior de un protón (quarks y gluones). Hasta donde saben los autores del nuevo estudio, antes de este no se había investigado nunca el entrelazamiento cuántico dentro de un protón mediante datos de colisiones de partículas de alta energía.

El estudio es obra de un equipo integrado, entre otros, por Martin Hentschinski, de la Universidad de las Américas en Puebla, México, y Zhoudunming (Kong) Tu, del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Estados Unidos.

Los autores del estudio han contado con un nuevo método para utilizar datos de colisiones de partículas de alta energía con el fin de observar el interior de los protones. Su método utiliza la ciencia de la información cuántica para determinar cómo las trayectorias de partículas originadas en colisiones electrón-protón se ven influidas por el entrelazamiento cuántico en el interior del protón.

Los resultados revelan que tanto los quarks como los gluones, los componentes fundamentales que conforman la estructura de un protón, están sujetos al entrelazamiento cuántico dentro de los protones.

El entrelazamiento cuántico, descrito coloquialmente por Albert Einstein como “acción fantasmal a distancia”, hace que las partículas puedan “conocer” el estado de otra incluso cuando están separadas por una gran distancia.

Durante muchas décadas, los físicos se han concentrado en determinar las propiedades de las partículas constituyentes del protón por separado, incluyendo cómo se distribuyen los quarks y los gluones dentro del protón.

Los últimos análisis de datos recolectados en colisiones protón-electrón revelan fuertes evidencias de entrelazamiento cuántico entre los componentes del mar de partículas del protón: quarks (representados en la ilustración como esferas) y gluones (representados como líneas sinuosas). (Imagen: Valerie Lentz / Brookhaven National Laboratory)

Ahora, con la evidencia de que los quarks y los gluones están entrelazados cuánticamente dentro del protón, el sistema se revela como mucho más complejo y dinámico.

El estudio se titula “QCD evolution of entanglement entropy”. Y se ha publicado en la revista académica Reports on Progress in Physics. (Fuente: NCYT de Amazings)