Можливо, нове дослідження фізика Берислава Бучи з Інституту Нільса Бора, Копенгаген, допоможе переосмислити динаміку складних квантових систем.
На відміну від традиційних підходів, які накладають жорсткі вимоги на поведінку системи, нова концепція охоплює ширшу перспективу, пропонуючи зазирнути в раніше приховані хитросплетіння різних систем.
Суть інновації полягає у відході від типового припущення про існування довготривалих часових обмежень і закритості квантової динаміки.
Натомість Буча пропонує відкрити двері для вивчення динаміки в різних часових масштабах. Цей, на перший погляд, невинний зсув “змінює” поведінку неергодичних і хаотичних систем, включаючи такі явища, як квантові шрами, фрагментовані моделі в гільбертовому просторі, часові кристали й теорії ґраткових калібрувань.
Варто зазначити, що теорія Бучи виходить за межі квантових інтегровних систем, працюючи незалежно від обмежень інтегровності. Насправді універсальність теорії дозволяє їй запропонувати розуміння цілого спектру систем, що підкреслює її широку застосовність.
Заглибмось в основні результати для незалежних від часу гамільтонових систем. Уявімо собі систему, яка починається з псевдолокального стану, представленого псевдолокальним потоком у момент часу t=0.
Такі стани проявляються як експоненціальні локальні оператори й визначають її поведінку. Результатом дослідження можна вважати залежний від часу ансамбль Гіббса, стан рівноваги, інкапсульований експоненціальним членом, який еволюціонує з часом. Цей результат, хоч і складний, забезпечує візуальне представлення суті рівноваги, пропонуючи ясність через його теоретичне підґрунтя.
Ілюструючи еволюцію нерівноважної квантової динаміки, система вирушає в подорож, починаючи з кластерного стану, поступово просуваючись через перехідні фази псевдолокальних величин і відповідних температур, перш ніж досягти кульмінації в термалізації в ансамблі Гіббса.
Дослідження також заглиблюється в симетрії, що лежать в основі динаміки, розкриваючи їхню роль у локальній дифузійній релаксації. Важливо зазначити, що ці симетрії не є єдиними чинниками релаксації; інші фактори, такі як дефазифікація певних компонентів, також вступають у гру, додаючи складності загальної динаміки.
Розширюючи дослідження на довготривалу динаміку, “копенгагенець” вводить поняття узагальненого ансамблю Гіббса. Такий ансамбль інкапсулює еволюцію системи в часі та визначається осцилюючими псевдолокальними величинами, які віддзеркалюють основні симетрії.
Зазначені висновки справедливі як для закритих систем, що керуються гамільтоніанами, так і для відкритих систем, на які впливають неперервні квантові марковські напівгрупи.
Крім того, теорія легко поширюється на відкриті системи, вказуючи на те, що взаємодія між системою і відкритим середовищем може бути використана для розкриття складної динаміки.
Буча стверджує, що передбачення теорії добре узгоджуються з випадками квантової неергодичної поведінки, забезпечуючи появу нової лінзи для розуміння цих явищ.
Зокрема, показано, що для низки випадків, які виключають інтегровність, скінченного набору динамічних симетрій достатньо для пояснення довготривалої динаміки.
Розширюючи сферу аналізу і заглиблюючись у серце складних симетрій, дослідник відкрив багатство знань про поведінку складних систем з багатьма тілами. Від квантових шрамів до теорій ґраткових калібрувань - концепція Бучи обіцяє змінити спосіб, у який ми сприймаємо та аналізуємо квантові явища, висвітлюючи раніше темні куточки квантової сфери.
Результати дослідження можна переглянути тут
