|
Встряхивание атомов для создания квантового хаоса
|
|
|
|
Физики обнаружили удивительно простой способ воспроизвести одну из самых захватывающих моделей современной физики, связанную с черными дырами, квантовым хаосом и экзотическими электронными материалами, используя ультрахолодные атомы, захваченные светом.
|
|
|
|
Вместо того чтобы пытаться построить сложную систему с нуля, исследователи показали, что мягкое «встряхивание» стандартной оптической решетки может превратить ее в точный симулятор модели Сачдева-Е-Китаева (SYK), теоретической модели, известной своим экстремальным и необычным квантовым поведением. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
|
|
|
|
В своем подходе команда — Чарльз Криффилд (Университет Комплутенсе, Мадрид) и Натан Голдман (Институты Сольве, ULB и Коллеж де Франс, CNRS), совместно с Фернандо Солсом (Университет Комплутенсе, Мадрид) и Марко Широ (Коллеж де Франс, CNRS) — периодически модулирует движение атомов между узлами решетки. Это тщательно разработанное воздействие подавляет обычное движение отдельных частиц и вместо этого создает эффективные взаимодействия, включающие множество частиц одновременно, имитируя определяющую особенность модели SYK: плотные, случайные связи между всеми частицами.
|
|
|
|
Хотя полученная система не является идеально случайной, подробные численные расчеты показывают, что она воспроизводит ключевые признаки физики SYK, включая сильный квантовый хаос и быстрое «перемешивание» информации — поведение, часто ассоциируемое с черными дырами.
|
|
|
|
|
|
|
Голдман говорит: «Удивительно, что такая сложная и показательная модель многочастичного квантового хаоса и физики черных дыр может быть создана в такой простой обстановке, просто путем правильного встряхивания решетки!»
|
|
|
|
Важно отметить, что этот метод может быть реализован с использованием существующих технологий холодных атомов, что делает его реалистичной и экспериментально доступной платформой. Это открывает двери для изучения явлений, которые в противном случае чрезвычайно трудно исследовать, таких как распространение квантовой информации в сильно взаимодействующих системах или поведение сложной квантовой материи вдали от равновесия. В более широком смысле, работа демонстрирует, как периодическое воздействие — добавление контролируемого ритма к системе — может превратить простые экспериментальные установки в мощные инструменты для изучения некоторых из самых глубоких идей современной физики.
|
|
|
|
Источник
|
