Как встряска атомов воспроизводит квантовый хаос черных дыр
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Физики нашли простой способ воспроизвести одну из самых сложных моделей современной физики — модель Сачдева-Йе-Китаева (SYK), связанную с черными дырами и квантовым хаосом. Для этого они использовали ультрахолодные атомы, захваченные в оптическую решетку. Вместо того чтобы строить сложную систему с нуля, исследователи показали, что аккуратное «встряхивание» стандартной решетки превращает ее в точный симулятор SYK-модели. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters. Данную информацию сообщает портал Phys.org.
Команда — Чарльз Крефилд (Университет Комплутенсе, Мадрид), Натан Голдман (Институты Сольве, ULB и Коллеж де Франс, CNRS), Фернандо Солс (Университет Комплутенсе, Мадрид) и Марко Скиро (Коллеж де Франс, CNRS) — периодически модулировала движение атомов между узлами решетки. Такое управляемое воздействие подавляет обычное одночастичное движение и создает эффективные взаимодействия между многими частицами сразу, имитируя ключевую особенность SYK-модели: плотные, случайные связи между всеми частицами.
Хотя полученная система не является идеально случайной, детальные численные расчеты показали, что она воспроизводит основные признаки SYK-физики, включая сильный квантовый хаос и быстрое «перемешивание» информации — поведение, часто связываемое с черными дырами. «Замечательно, что такую сложную и знаковую модель квантового хаоса и физики черных дыр можно создать в такой простой установке, просто встряхивая решетку правильным образом», — отметил Голдман.
Этот метод можно реализовать с помощью существующих технологий холодных атомов, что делает его реалистичной и экспериментально доступной платформой. Он открывает путь к изучению явлений, которые иначе крайне сложно исследовать, например, как квантовая информация распространяется в сильно взаимодействующих системах или как сложное квантовое вещество ведет себя вдали от равновесия. Работа демонстрирует, как периодическое воздействие — добавление контролируемого ритма в систему — может превратить простые экспериментальные установки в мощные инструменты для изучения глубочайших идей современной физики.
