Wraz ze swoim kolegą i naukowcem z Meksyku dr. Martinem Hentschinskim po wielu latach pracy właśnie zmieniają fundamenty fizyki. Udostępnionymi trzy dni temu wynikami badań wykazali, że wnętrze protonu, a więc podstawowego składnika otaczającej nas materii, wygląda inaczej, niż myślano przez wieki! Ma wiele wspólnego z termodynamiką i… fizyką czarnych dziur! Ich praca zmienia podwaliny.

Ci młodzi naukowcy jako pierwsi na świecie tak zbadali najmniejszą z cząstek naszego istnienia. To z protonów składa się przecież jądro wszechobecnych atomów! Tacy badacze na swoich barkach posuwają nasz świat do przodu i skreślają każdego dnia kolejne znaki zapytania, zastępując je kropkami. Panie profesorze duma i gratulacje ode mnie i od zapewne wielu osób czytających tę informację. Udostępniajmy takie wiadomości, bo to nasze dobro narodowe i powód do dumy.

– Jeśli foton jest dostatecznie „krótki”, by „zmieścić” się w protonie, zaczyna „wyczuwać” detale jego budowy wewnętrznej. Wskutek oddziaływania z takim fotonem proton może się rozpaść na cząstki pochodne. My wykazaliśmy, że między obu sytuacjami występuje splątanie: jeśli obserwacja przez foton części wnętrza protonu doprowadziła do jego rozpadu na pewną liczbę cząstek pochodnych, dajmy na to trzy, to liczba cząstek pochodzących z nieobserwowanej części protonu jest zdeterminowana przez liczbę cząstek zauważonych w obserwowanej części protonu.

(…)

We wcześniejszych publikacjach zajmujący się tematyką specjaliści zakładali, że źródłem splątania powinno być morze gluonów. Później próbowano pokazać, że dominującym źródłem splątania są kwarki i antykwarki, lecz i tu zaproponowane metody opisu nie wytrzymały próby czasu. Tymczasem zgodnie z naszym modelem, zweryfikowanym przez konfrontację z danymi eksperymentalnymi, morze wirtualnych gluonów odpowiada za mniej więcej 80% splątania, podczas gdy morze wirtualnych kwarków i antykwarków za pozostałe 20%

– wyjaśnia dr hab. Krzysztof Kutak z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie.

– Z naszych badań wynika, że wnętrze protonu zauważone przez przelatujący foton musi być splątane z częścią niedostrzeżoną właśnie w sposób maksymalny. W praktyce oznacza to, że nie mamy żadnych szans przewidzieć, czy wskutek oddziaływania z fotonem proton rozpadnie się na trzy, cztery czy na inną liczbę cząstek pochodnych

– dodaje dr Martin Hentschinski z meksykańskiego Universidad de las Américas Puebla.

Od niedawna fizycy kwantowi wiążą ze stanem we wnętrzu protonu entropię. Jest to wielkość dobrze znana z klasycznej termodynamiki, gdzie służy do mierzenia stopnia nieuporządkowania ruchu cząstek analizowanego układu. Przyjmuje się, że gdy układ jest nieuporządkowany, to ma dużą entropię, podczas gdy układ uporządkowany ma ją małą. Niedawno wykazano, że w przypadku protonu z powodzeniem można mówić o entropii splątania. Jednak wielu fizyków uznawało proton za stan kwantowo czysty, w którym w ogóle nie powinno się mówić o entropii. Zgodność polsko-meksykańskiego modelu z doświadczeniem to silny argument za tym, że w odniesieniu do splątania we wnętrzu protonu wprowadzenie pojęcia entropii przez poprzedników (Kharzeeva i Levina) jednak ma rację bytu. A ponieważ entropię splątania wiąże się także z takimi pojęcia jak powierzchnia czarnych dziur, najnowszy wynik otwiera ciekawe pole do dalszych badań

– czytamy w artykule na stronie PAN.

Z całością artykułu na ten temat można się zapoznać TUTAJ