量子模拟器再现高能物理“弦断裂”过程

  发布时间:2026-11-01 00:52:18   作者:玩站小弟   我要评论
研究人员在量子模拟器上观察到了弦断裂的动力学现象,有助于探索与宇宙大爆炸相关的问题。图为弦断裂的艺术化表现形式。图片来源:美国杜克大学科技日报北京9月23日电 记者张佳欣)美国杜克大学研究团队利用13 。

研究人员在量子模拟器上观察到了弦断裂的弦断裂动力学现象,有助于探索与宇宙大爆炸相关的量模问题。图为弦断裂的拟器艺术化表现形式。图片来源:美国杜克大学

科技日报北京9月23日电 (记者张佳欣)美国杜克大学研究团队利用13个囚禁离子组成的再现量子模拟器,再现了高能物理中的高能过程“弦断裂”过程,观测到与粒子-反粒子形成有关的物理动力学。这是弦断裂量子物理领域的一项重要进展,也为理解弦断裂动力学开辟了新途径。量模相关研究23日发表于《自然·物理学》杂志。拟器

在微观世界里,再现夸克是高能过程构成物质的基本粒子,但它们不会单独存在,物理而是弦断裂被束缚在质子、中子等粒子内部。量模夸克的拟器尺度约为原子的十亿分之一,目前还无法直接观测。可以把两个夸克想象成两个被一根绷紧的“弦”连接起来的微小带电粒子。两个夸克越想被拉开,这根“弦”积累的能量就越多。

如果继续拉开,积累的能量最终可能高到足以产生新的粒子。根据爱因斯坦的质能关系式E=mc2,能量可以转化为物质。于是,原本连接两个夸克的“弦”会“断裂”,并在断裂处产生新的粒子,最终形成两对或更多夸克。这一过程被称为“弦断裂”,需要极高能量,通常只发生在大型强子对撞机等极端环境中,或者宇宙大爆炸后的早期阶段。

此次研究中,团队将描述弦断裂的理论模型转化为量子模拟程序,并将其运行在由13个囚禁离子组成的系统中。他们利用激光束精确控制离子之间的相互作用,让离子系统中的能量变化模拟夸克之间“弦”的拉伸和断裂。

随后,团队让这个系统进入一种非平衡状态,并连续观察它随时间发生的变化。实验中,他们观测到了与新粒子产生相对应的有效电荷,并据此重建出了弦断裂的动力学过程。

团队还利用经典计算机进行了模拟,结果与量子模拟器的实验结果一致。不过,随着未来模拟系统规模不断扩大,这类问题的计算量也会迅速增加,经典计算机将越来越难以处理,而量子计算机有望展现优势。

此前,谷歌和QuEra Computing领衔的研究团队已经分别利用超导电路和中性原子量子平台模拟了类似的弦断裂过程。此次研究进一步表明,囚禁离子量子平台也能够用于模拟这类高能物理现象。团队希望,随着量子模拟器能力不断提升,未来能够借助这类设备研究宇宙早期物质演化等复杂问题。

  • Tag:

相关文章

  • 石狮市农村“一老一小”免费接种流感疫苗工作启动

    10月14日,石狮市召开全市农村“一老一小”流行季流感疫苗免费接种工作推进会暨启动会,贯彻落实上级部署,统筹安排本市农村65岁以上老年人、义务教育阶段中小学生流感疫苗免费接种工
    2026-11-01
  • 2026 长江航运工程装备与技术博览会

    一、展会背景三峡水运新通道工程作为“十五五”首个国家重大标志性工程,已于2026年6月8日正式开工。项目总投资772.08亿元,建成后将成为全球最大内河船闸,彻底打通三峡通航堵
    2026-11-01
  • 濉溪县:志愿服务润城乡 文明新风遍濉溪

    春风化雨,润物无声。在濉溪大地上,文明新风正拂面而来。近年来,濉溪县好人志愿联合会以“让好人现象蔚然成风”为初心,凝聚身边好人、道德模范力量,通过文艺宣传、政策宣讲、公益服务等多种形式,持续开展接地气
    2026-11-01
  • 佳能发布imageFORCE赢系列12款新品及两款解决方案

    佳能发布imageFORCE赢系列12款数码复合机及智控打印、睿思跃印两款本土化方案。新品全部由佳能苏州工厂生产,具备可靠、安全、高效、环保四大特点,覆盖高端到入门全场景,助力企业降本增效。【PCho
    2026-11-01
  • 王国大作战前线第54章无尽雪山通关攻略

    王国大作战前线第54章无尽雪山通关攻略发布时间:2026-10-30 17:24:42来源:逗游作者:星空王国大作战前线roguelike冒险闯关策略塔防游戏类别:冒险解谜游戏大小:373.37M 游
    2026-11-01
  • 郭云强调研青年人才工作:凝聚青春力量 助力高质量发展

    洞头网讯(记者 余佩遥 潘道阳)五四青年节当天,区委书记郭云强走访慰问我区青年代表,并调研青年人才工作。他强调,要围绕发展大局,加强对青年人才的服务、凝聚和培养,为推动洞头高质量发展贡献青春力量。区委
    2026-11-01

最新评论