Фізики з Інституту теоретичної фізики Гейдельберзького університету зробили важливе відкриття в області квантової фізики. Вони розробили нову теорію, яка об’єднує дві основні області сучасної квантової фізики, пояснюючи, як одна незвичайна частинка поводиться в умовах багатьох тіл.
Квантові багатоелементні системи
У квантовій фізиці багатоелементних систем вчені довгий час дискутували про поведінку домішок, оточених великою кількістю інших частинок. Ці домішки можуть бути незвичайними електронами або атомами. Одна з широко використовуваних моделей — це модель квазічастинок, де одна частинка рухається через море ферміонів, таких як електрони, протони або нейтрони.
Ця модель пояснює, як квазічастинки формуються і як вони взаємодіють з оточенням. Дослідження показали, що ця концепція є центральною для розуміння сильно взаємодіючих систем, від ультрахолодних газів до твердих матеріалів.
Андсонова катастрофа ортогональності
Інша важлива ситуація виникає в явищі, відомому як катастрофа ортогональності Андсона. Це відбувається, коли домішка настільки важка, що майже не рухається, що суттєво змінює навколишню систему. У таких умовах квазічастинки не можуть формуватися.
Дослідники з Гейдельберга змогли зв’язати ці два різні підходи в єдину теоретичну рамку, що дозволяє краще зрозуміти, як домішки впливають на квантові системи.
Вплив на квантові експерименти
Нова теорія має важливі наслідки для експериментів у галузі квантової фізики. Професор Річард Шмідт зазначає, що результати дослідження можуть бути застосовані до різних типів взаємодій і вимірювань. Це відкриття може суттєво вплинути на експерименти з ультрахолодними атомними газами, двовимірними матеріалами та новими напівпровідниками.
Дослідження проводилося в рамках Кластера досконалості STRUCTURES та Центру колективних досліджень ISOQUANT. Результати були опубліковані в журналі Physical Review Letters.
