实验识别多体系统有效的理论

科学的目标之一是通过研究系统如何基本组件彼此交互找到自然的物理描述。对于复杂的多体系统,有效的理论经常被用于这一目的。它们允许描述,而无需观察最小尺度系统的相互作用。物理学家们已经开发出一种新方法,使得它能够与量子模拟器的帮助下实验确定这样的理论。

在单个颗粒的从微观描述的水平得出关于物理现象的预测为大的系统实际上是不可能的。这不仅适用于量子力学的多体系统,而且还经典物理学,当要在单个水分子的电平进行描述,烹饪锅的需求被加热的水,例如。但是,如果在大尺度上观察到一个系统,像水波在壶中,新的属性可以成为一定的前提下有关。为了有效地描述这种物理,使用有效的理论。 “我们的研究旨在与量子模拟器的帮助下实验,以确定这些理论,”托斯滕Zache,研究的理论部分的主要作者解释说。量子模拟器用于更简单的修改多体系统,并计算它们的属性。

海德堡物理学家最近证明在超冷的铷原子,这是在光阱捕获和平衡的带出的实验其新开发的方法。 “在我们准备好的情况下,原子表现得像小磁铁,其方向,我们能够精确地读出使用新工艺”,根据马克西米利Prüfer,在研究的实验一侧的主要作者。为了确定这些的有效互动“磁铁”的实验必须重复几千次,这需要极其稳定。

“基础理论概念让我们来解释一种全新的方式的实验结果,从而获得通过实验见解是迄今通过理论一直无法进入的地区,”点出Oberthaler教授。 “反过来,这可以告诉我们关于新类型的理论方法成功地描述复杂的多体系统相关的物理定律,”国家博杰思教授。由海德堡物理学家使用的方法是可转移到多个其它系统,从而打开用于量子模拟开创性领土。于尔根博杰思和Markus Oberthaler有信心,确定有效的理论这一新的方式将有可能回答物理学基本问题。

资源 University of Heidelberg. "Experimentally identifying effective theories in many-body systems: Heidelberg researchers develop new method and demonstrate its application in experiments." ScienceDaily. ScienceDaily, 22 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200622133049.htm>.