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    Cómo las oscilaciones complejas en un sistema cuántico se simplifican con el tiempo

    La distribución de fonones es compleja (curvas superiores) y luego se simplifica con el tiempo a una curva de campana gaussiana (curva inferior). Crédito:© S. Sotiriadis / Freie Universität Berlin

    La física cuántica permite hacer afirmaciones sobre el comportamiento de una amplia variedad de sistemas de muchas partículas a nivel atómico, desde cristales de sal hasta estrellas de neutrones. En sistemas cuánticos, muchos parámetros no tienen valores concretos, pero se distribuyen en varios valores con ciertas probabilidades. A menudo, esta distribución toma la forma de una simple curva de campana gaussiana que se encuentra también en los sistemas clásicos, por ejemplo, la distribución de bolas en el experimento de la caja de Galton. Sin embargo, no todos los sistemas cuánticos siguen este comportamiento simple y algunos podrían desviarse de la distribución gaussiana debido a las interacciones.

    Prof. Dr. Jens Eisert, quien dirige un grupo de investigación conjunto sobre física teórica en la Freie Universität Berlin y Helmholtz-Zentrum Berlin, sostiene que una vez que se reducen las interacciones, tales desviaciones decaen con el tiempo y se distribuyen en Gauss. Ahora ha podido corroborar esta presunción experimentalmente.

    Para hacer esto, el equipo de Berlín trabajó junto con un grupo de físicos experimentales dirigido por el Prof. Dr. Jörg Schmiedmayer en la Universidad Tecnológica de Viena. Schmiedmayer y miembros de su grupo, en particular el Dr. Thomas Schweigler, preparó un llamado condensado de Bose-Einstein:este es un sistema cuántico que consta de varios miles de átomos de rubidio, que fueron confinados en una configuración cuasi unidimensional con la ayuda de campos magnéticos y enfriados cerca del cero absoluto (50 nanokelvin).

    "El grupo de Viena creó un sistema cuántico sintético en el que la distribución de los fonones se puede observar de forma particularmente nítida, "explica el Dr. Marek Gluza, coautor del estudio y postdoctorado con Jens Eisert. Los datos de medición representan inicialmente la dinámica compleja de los fonones. Pero la complejidad se pierde con el tiempo y la distribución toma la forma de una curva de campana gaussiana.

    "De hecho, podemos ver aquí cómo surge una distribución gaussiana a lo largo del tiempo. La naturaleza encuentra una solución simple, todo por sí mismo, a través de sus leyes físicas, "comenta Jens Eisert.

    Lo que es único sobre el experimento realizado es que a medida que pasa el tiempo, el sistema vuelve a la distribución más compleja, demostrando que las firmas de un estado complicado se pueden recuperar nuevamente. "Sabemos con precisión por qué retrocede y de qué depende, "Explica Gluza." Esto nos muestra algo sobre el aislamiento del sistema porque la información sobre las firmas nunca ha salido del sistema ".


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