Согласно исследованию, опубликованному 5 января 2026 года Институтом ядерной физики им. Генрика Неводничанского Польской академии наук, физики обнаружили неожиданный порядок в, казалось бы, хаотичной среде столкновений протонов высокой энергии в Большом адронном коллайдере (LHC). Исследование ставит под сомнение предыдущие предположения о переходе кварков и глюонов в обычные частицы после столкновения, показывая, что энтропия, или степень беспорядка, остается постоянной на протяжении всего процесса.

Результаты основаны на улучшенной модели столкновений, которая более точно отражает экспериментальные данные, полученные на LHC. Исследователи предполагали, что переход из плотного, кипящего состояния кварков и глюонов в обычные частицы изменит энтропию системы. Однако новая модель демонстрирует, что энтропия взаимодействующих кварков и глюонов практически идентична энтропии адронов, составных субатомных частиц, возникающих в результате столкновения.

"Этот неожиданный результат оказывается прямым отпечатком работы квантовой механики", - говорится в заявлении института. Постоянная энтропия предполагает, что квантовая механика играет более значительную роль в этих взаимодействиях при высоких энергиях, чем считалось ранее.

Столкновения протонов высокой энергии, такие как происходящие в LHC, создают экстремальную среду, в которой кварки и глюоны, фундаментальные строительные блоки материи, на короткое время освобождаются из протонов. Это создает бурлящее море частиц, включая короткоживущие виртуальные частицы. Понимание этого процесса имеет решающее значение для исследования фундаментальных сил природы и структуры материи.

Улучшенная модель столкновений включает в себя передовые алгоритмы и вычислительные методы для моделирования сложных взаимодействий внутри столкновений протонов. Это позволяет физикам анализировать данные с большей точностью и выявлять тонкие закономерности, которые ранее были скрыты. Тот факт, что модель так тесно согласуется с экспериментальными данными, является убедительным подтверждением вывода о том, что энтропия остается неизменной.

Последствия этого открытия выходят за рамки фундаментальной физики. Понимание динамики столкновений при высоких энергиях может потенциально способствовать прогрессу в других областях, таких как материаловедение и ядерная энергетика. Способность точно моделировать эти сложные системы в значительной степени зависит от сложных алгоритмов искусственного интеллекта, которые постоянно совершенствуются для повышения точности и эффективности моделирования.

Исследователи планируют и дальше совершенствовать модель столкновений и изучать последствия постоянной энтропии в других экспериментах по физике высоких энергий. Они также стремятся исследовать роль квантовой запутанности в поддержании порядка в этих хаотичных средах. Продолжающиеся исследования обещают пролить дополнительный свет на фундаментальные законы, управляющие Вселенной, и роль квантовой механики в формировании поведения материи на ее самом базовом уровне.