물리학자들은 블랙홀과 밀도가 높은 글루온(핵 물질을 한데 묶는 '접착제' 입 자)이 공통적인 특징을 공유한다는 것을 보여줍니다.

물리학자들은 글루온(원자핵 내 강한 핵력의 접착제 같은 운반체)의 조밀한 상태와 우주의 거대한 블랙홀 사이의 놀라운 대응 관계를 발견했습니다. 컬러 유리 응축물(CGC)로 알려진 글루온의 조밀한 벽은 원자핵의 충돌로 생성됩니다. 이 CGC는 단지 10-¹⁹ 10억분의 1킬로미터 미만입니다. 대조적으로 블랙홀은 수십억 킬로미터에 걸쳐 있습니다. 새로운 작업은 두 시스템 모두 조밀하게 채워진 자체 상호작용 힘 운반체 입자로 구성되어 있음을 보여줍니다. CGC에서 이러한 입자는 글루온입니다. 블랙홀에서 그 입자는 중력자입니다. CGC의 글루온과 블랙홀의 중력자는 각 시스템의 에너지와 크기에 대해 가능한 가장 효율적인 방식으로 구성됩니다.

CGC와 블랙홀의 높은 수준의 질서는 입자의 특징에 대해 가능한 최대량의 양자 “정보”로 채워진 각 시스템에 의해 구동됩니다. 여기에는 공간 분포, 속도 및 집단적 힘이 포함됩니다. “정보” 콘텐츠에 대한 이러한 제한은 보편적입니다. 이것은 연구에서 양자 정보 과학이 이러한 광범위하게 다른 시스템을 이해하기 위한 새로운 구성 원리를 제공할 수 있음을 시사한다는 것을 의미합니다. 이러한 시스템 간의 수학적 대응은 또한 각각을 연구하면 서로에 대한 이해를 향상시킬 수 있음을 의미합니다. 특히 흥미로운 것은 블랙홀 병합의 중력 충격파와 핵 충돌의 글루온 충격파의 비교입니다.

과학자들은 핵 충돌의 강력한 힘을 연구합니다. 예를 들어 에너지부 사용자 시설인 상대론적 중이온 충돌기에서 빛의 속도에 가깝게 가속된 원자핵은 컬러 유리 응축물(CGC)로 알려진 글루온의 조밀한 벽이 됩니다. 핵이 충돌하면 CGC는 진화하여 눈에 보이는 모든 물질을 구성하는 기본 구성 요소인 쿼크와 글루온의 거의 완벽한 액체를 형성합니다. 강력한 힘은 아원자 규모에서 작동하지만, 뮌헨의 Ludwig Maximilian University, Max Planck Institute for Physics, Brookhaven National Laboratory의 과학자들의 최근 분석에 따르면 CGC는 블랙홀과 특징을 공유합니다. 우주.

두 세트의 자가 상호작용 입자는 각 시스템에 존재할 수 있는 엔트로피 또는 무질서의 양에 대한 보편적 한계를 만족시키는 방식으로 스스로를 조직하는 것으로 보입니다. 이 수학적 대응은 블랙홀 형성, 열화, 붕괴 사이의 유사성과 글루온 벽이 빛의 속도에 가까운 초상대론적 속도로 핵 충돌에서 충돌할 때 일어나는 일을 가리킵니다. 이러한 대응을 유도하는 엔트로피의 한계는 양자 정보 과학(Quantum Information Science, QIS)의 핵심 기능인 최대 정보 패킹과 관련이 있습니다. 따라서 QIS는 글루온, 중력자, CGC 및 블랙홀에 대한 과학자의 이해를 더욱 알릴 수 있습니다. 이 접근 방식은 차가운 원자를 사용하여 이러한 복잡한 시스템에 대한 질문을 시뮬레이션하고 해결하는 양자 컴퓨터의 설계를 발전시킬 수도 있습니다.

이 연구는 에너지 과학부, 핵 물리학 프로그램, 훔볼트 재단 및 독일 연구 재단의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/03/230321112553.htm