Les collisions de particules de haute énergie produisent des « jets » de quarks, d'antiquarks ou de gluons. En raison du phénomène appelé confinement, les scientifiques ne peuvent pas détecter directement les quarks. Au lieu de cela, les quarks issus de ces collisions se fragmentent en de nombreuses particules secondaires qui peuvent être détectées.

Les scientifiques ont récemment abordé la production d’avions à réaction à l’aide de simulations quantiques. Ils ont découvert que les jets qui se propagent modifient fortement le vide quantique, l’état quantique ayant la plus faible énergie possible. De plus, les quarks produits conservent l’intrication quantique, le lien entre les particules sur des distances. Cette découverte, publiée dans Physical Review Letters , signifie que les scientifiques peuvent désormais étudier cet intrication dans le cadre d'expériences.

Cette recherche a réalisé des simulations quantiques qui ont détecté la modification du vide par les jets se propageant. Les simulations ont également révélé une intrication quantique entre les jets. Cet intrication peut être détecté dans les expériences nucléaires. Ces travaux constituent également un pas en avant dans l’informatique classique d’inspiration quantique. Cela peut aboutir à la création de nouveaux circuits intégrés spécifiques à une application.

Les collisions de particules de haute énergie produisent des « jets » :des quarks, des antiquarks ou des gluons se déplaçant dans le vide quantique. En raison de la propriété de confinement des interactions fortes, les quarks ne sont jamais détectés directement mais se fragmentent en de nombreuses particules secondaires.

Les scientifiques s’attendent depuis longtemps à ce que les jets se propageant dans le vide quantique confinant modifient ce vide. Les scientifiques ont également proposé que la paire quark-antiquark initiale puisse conserver l’intrication quantique, au moins pendant un certain temps. Cependant, ces problèmes n'ont pas pu être résolus auparavant en raison du manque d'outils théoriques et informatiques appropriés.

Cette situation a changé avec l'avènement des méthodes informatiques quantiques.

Ces problèmes de longue date en physique nucléaire ont été résolus par une équipe de scientifiques de l'Université de Stony Brook et du Brookhaven National Laboratory, qui collabore avec la société informatique NVIDIA. Leurs résultats peuvent stimuler les travaux expérimentaux sur la détection de l'enchevêtrement au Brookhaven National Lab et ailleurs.

Plus d'informations : Adrien Florio et al, Dynamique non perturbative en temps réel de la production de jets dans le modèle de Schwinger :intrication quantique et modification du vide, Physical Review Letters (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.131.021902

Informations sur le journal : Lettres d'examen physique

Fourni par le Département américain de l'énergie