Entanglement är vad Einstein kallade "spöklik action på avstånd". Det är en viktig del av det som skiljer kvantmekaniken från vår vardagliga erfarenhet. Inom kvantmekaniken använder forskare ett mått som kallas intrasslingsentropi för att kvantifiera mängden intrassling mellan två delsystem – till exempel mellan ett system som studeras och dess miljö.
Stora intrasslingsentropier indikerar att ett system har starka korrelationer till sin miljö. I många system är intrasslingsentropierna proportionella mot området som skiljer ett system från dess omgivning. Detta gäller även för svarta hål, där den energirelaterade entropitillväxten är proportionell mot området för händelsehorisonten. Men atomernas kärnor är olika. De komplicerade interaktionerna i kärnor leder till intrasslingsentropier som växer som volymen av systemet av intresse, inte som dess yta.
Att beräkna tillståndet för ett kvantsystem är svårt eftersom det kräver att forskare exakt fångar systemets intrassling med sin omgivning. Ny forskning kvantifierar intrasslingsentropier för neutronmateria.
Forskare studerade intrasslingsentropier mellan medelfältsrummet och dess miljö i kärnkraftssystem. Studien är publicerad i tidskriften Physical Review C .
Med hjälp av relaterade åtgärder kvantifierar forskningen även denna entropi för atomkärnor. Detta arbete kan bidra till kvantberäkning genom att hjälpa forskare att förstå hur antalet operationer som krävs för att förbereda ett tillstånd på ett kvantchip växer med ökande intrasslingsentropi.
Eftersom intrasslingsentropier är svåra att beräkna, härledde forskarna också relationer till mått som är lättare att beräkna. Forskningen visade att intrasslingsentropier är relaterade till andra kvantiteter som är lättare att beräkna och som kan fungera som förtrasslingsvittnen.
Allmänna argument tyder också på att intrasslingsentropin i kärnkraftssystem uppfyller en volymlag istället för en områdeslag. Detta arbete testade och bekräftade dessa resultat genom att beräkna entanglement-entropier av modeller för atomkärnor och neutronmateria.
Mer information: Chenyi Gu et al, Entanglement entropy of nuclear systems, Physical Review C (2023). DOI:10.1103/PhysRevC.108.054309. På arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2303.04799
Journalinformation: Fysisk granskning C , arXiv
Tillhandahålls av US Department of Energy
