وفقًا لدراسة نشرها معهد هنريك نييفودنيكزانسكي للفيزياء النووية التابع للأكاديمية البولندية للعلوم في 5 يناير 2026، اكتشف الفيزيائيون نظامًا غير متوقع داخل البيئة الفوضوية على ما يبدو لتصادمات البروتونات عالية الطاقة في مصادم الهادرونات الكبير (LHC). يتحدى البحث الافتراضات السابقة حول انتقال الكواركات والغلوونات إلى جسيمات عادية بعد التصادم، ويكشف أن الإنتروبيا، أو درجة الفوضى، تظل ثابتة طوال العملية.

تنبع النتائج من نموذج تصادم مُحسَّن يعكس بدقة أكبر البيانات التجريبية من مصادم الهادرونات الكبير. توقع الباحثون أن الانتقال من حالة كثيفة ومغليّة من الكواركات والغلوونات إلى جسيمات عادية سيغير إنتروبيا النظام. ومع ذلك، يوضح النموذج الجديد أن إنتروبيا الكواركات والغلوونات المتفاعلة مطابقة تقريبًا لإنتروبيا الهادرونات، وهي جسيمات دون ذرية مركبة، التي تنبثق من التصادم.

وذكر المعهد في بيانه: "تتبين هذه النتيجة غير المتوقعة على أنها بصمة مباشرة لميكانيكا الكم أثناء العمل". تشير الإنتروبيا الثابتة إلى أن ميكانيكا الكم تلعب دورًا أكثر أهمية في هذه التفاعلات عالية الطاقة مما كان مفهومًا في السابق.

تخلق تصادمات البروتونات عالية الطاقة، مثل تلك التي تحدث في مصادم الهادرونات الكبير، بيئة قاسية حيث تتحرر الكواركات والغلوونات، وهي اللبنات الأساسية للمادة، لفترة وجيزة من البروتونات. هذا يخلق بحرًا متلاطمًا من الجسيمات، بما في ذلك الجسيمات الافتراضية قصيرة العمر. يعد فهم هذه العملية أمرًا بالغ الأهمية لاستكشاف القوى الأساسية للطبيعة وبنية المادة.

يتضمن نموذج التصادم المحسن خوارزميات متقدمة وتقنيات حسابية لمحاكاة التفاعلات المعقدة داخل تصادمات البروتونات. يتيح ذلك للفيزيائيين تحليل البيانات بدقة أكبر وتحديد الأنماط الدقيقة التي كانت مخفية سابقًا. إن حقيقة توافق النموذج بشكل وثيق مع البيانات التجريبية تدعم بقوة الاستنتاج بأن الإنتروبيا تظل دون تغيير.

تمتد آثار هذا الاكتشاف إلى ما وراء الفيزياء الأساسية. يمكن أن يؤدي فهم ديناميكيات التصادمات عالية الطاقة إلى إحداث تطورات في مجالات أخرى، مثل علم المواد والطاقة النووية. تعتمد القدرة على نمذجة هذه الأنظمة المعقدة بدقة بشكل كبير على خوارزميات الذكاء الاصطناعي المتطورة، والتي يتم تحسينها باستمرار لتحسين دقة وكفاءة عمليات المحاكاة.

يخطط الباحثون لمواصلة تحسين نموذج التصادم واستكشاف آثار الإنتروبيا الثابتة في تجارب الفيزياء عالية الطاقة الأخرى. كما يهدفون إلى التحقيق في دور التشابك الكمي في الحفاظ على النظام داخل هذه البيئات الفوضوية. يعد البحث المستمر بإلقاء المزيد من الضوء على القوانين الأساسية التي تحكم الكون ودور ميكانيكا الكم في تشكيل سلوك المادة على أبسط مستوياتها.