Wetenschap
De verstrengelingsentropieën van nucleaire systemen blijken te groeien naarmate het volume van die systemen toeneemt
Verstrengeling is wat Einstein 'spookachtige actie op afstand' noemde. Het is een belangrijk onderdeel van wat de kwantummechanica onderscheidt van onze dagelijkse ervaring. In de kwantummechanica gebruiken wetenschappers een meting die verstrengelingsentropie wordt genoemd om de mate van verstrengeling tussen twee subsystemen te kwantificeren, bijvoorbeeld tussen een systeem dat wordt bestudeerd en zijn omgeving.
Grote verstrengelingsentropieën geven aan dat een systeem sterke correlaties heeft met zijn omgeving. In veel systemen zijn de verstrengelingsentropieën evenredig met het gebied dat een systeem scheidt van zijn omgeving. Dit geldt ook voor zwarte gaten, waar de energiegerelateerde entropiegroei evenredig is met het gebied van de waarnemingshorizon. Maar de kernen van atomen zijn anders. De ingewikkelde interacties in kernen leiden tot verstrengelingsentropieën die groeien als het volume van het betreffende systeem, en niet als het oppervlak ervan.
Het berekenen van de toestand van een kwantumsysteem is moeilijk omdat wetenschappers daarvoor de verstrengeling van het systeem met zijn omgeving nauwkeurig moeten vastleggen. Recent onderzoek kwantificeert verstrengelingsentropieën voor neutronenmaterie.
Onderzoekers bestudeerden verstrengelingsentropieën tussen de gemiddelde veldruimte en zijn omgeving in nucleaire systemen. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review C .
Met behulp van gerelateerde metingen kwantificeert het onderzoek ook deze entropie voor atoomkernen. Dit werk kan bijdragen aan kwantumcomputing door onderzoekers te helpen begrijpen hoe het aantal operaties dat nodig is om een toestand op een kwantumchip voor te bereiden groeit met toenemende verstrengelingsentropie.
Omdat verstrengelingsentropieën moeilijk te berekenen zijn, hebben de onderzoekers ook relaties afgeleid uit gemakkelijker te berekenen metingen. Uit het onderzoek bleek dat verstrengelingsentropieën verband houden met andere grootheden die gemakkelijker te berekenen zijn en die kunnen dienen als getuigen van verstrengeling.
Algemene argumenten suggereren ook dat de verstrengelingsentropie in nucleaire systemen voldoet aan een volumewet in plaats van aan een gebiedswet. Dit werk testte en bevestigde deze resultaten door verstrengelingsentropieën van modellen voor atoomkernen en neutronenmaterie te berekenen.