identificar experimentalmente teorías efectivas en sistemas de muchos cuerpos

Derivación de predicciones acerca de los fenómenos físicos a nivel de partículas individuales de una descripción microscópica es prácticamente imposible para sistemas grandes. Esto se aplica no sólo a los sistemas de mecánica cuántica de muchos cuerpos, sino también para la física clásica, tal como cuando el agua se calienta en un crisol de cocina necesidades que se describirá en el nivel de las moléculas individuales de agua. Sin embargo, si un sistema se observa en escalas grandes, como las ondas de agua en una olla, nuevas propiedades pueden llegar a ser relevante en determinadas condiciones previas. Para describir tales física de manera eficiente, se utilizan teorías eficaces. "Nuestra investigación dirigida a identificar estas teorías en los experimentos con la ayuda de simuladores cuánticos," explica Torsten Zache, el autor principal de la parte teórica del estudio. simuladores cuánticos se usan para modificar los sistemas de muchos cuerpos más simple y calcular sus propiedades.

El Heidelberg físicos recientemente demostró su método recientemente desarrollado en un experimento en átomos de rubidio ultrafríos, que son capturados en una trampa óptica y sacó de equilibrio. "En el escenario hemos preparado, los átomos se comportan como pequeños imanes cuya orientación somos capaces de leer con precisión a cabo utilizando nuevos procesos", según Maximiliano Prüfer, el autor primario en el lado experimental del estudio. Para determinar las interacciones eficaces de estos "imanes", el experimento tiene que ser repetida varios miles de veces, lo que requiere una estabilidad extrema.

"Los conceptos teóricos subyacentes permiten interpretar los resultados experimentales en una forma completamente nueva y con ello obtener una visión a través de experimentos en áreas que hasta ahora han sido inaccesibles a través de la teoría", señala el Prof. Oberthaler. "A su vez, esto nos puede decir sobre los nuevos tipos de enfoques teóricos para describir correctamente las leyes físicas relevantes en sistemas de muchos cuerpos complejos", afirma Prof. Berges. El enfoque utilizado por los físicos Heidelberg es transferible a una serie de otros sistemas, abriendo de este modo innovador territorio para las simulaciones cuánticas. Jürgen Berges y Markus Oberthaler están seguros de que esta nueva forma de identificar las teorías eficaces hará que sea posible responder a las preguntas fundamentales de la física.