Ново уравнение обяснява квантовия хаос

Героят на Джеф Голдблум в Джурасик Парк представи пред широката публика генералната концепция за теорията на хаоса. Този странен дял от математиката се занимава с високочувствителни системи, които са в състояние да се променят драстично при най-малката промяна в обстоятелствата. Те са енигматични в много отношения, но учените са успели да развият уравнение, което отговаря на въпроса: как се държи хаосът?

За да завършат тази амбициозна задача, учените от Университета Лунд са изследвали хаотични състояния на атомно равнище. В тази квантова среда субатомните частици не се държат по нормалните правила на природата. Въпреки това, те са в състояния на хаос, които все пак също изглежда са универсални. Квантовият хаос за разлика от този на макроравнище, се описва като обяснение на неравномерното движение на електроните, ядрата, лъчите светлина или дори звуковите вълни. Изследвайки този феномен, учените са гледали статистическите качества, които съществуват при различни енергийни състояния в хаотична, квантова среда.

Според Владимир Осипов, учен от факултета по науки на Университета Лунд и един от авторите на изследването, „в хаотични квантови системи енергийните нива се отблъскват и си влияят едно на друго дори да са на далечно разстояние.“

Учените вече могат да представят хаотичното поведение описано чрез математиката в квантова система с перфектна точност: „Да, вече имаме точно уравнение. Аз лично, всъщност съм изненадан, че това изобщо се оказа възможно,“ казва Осипов.

И докато теоретичното разбиране на тези действия и взаимодействия ще продължава да расте, разбирането на хаоса има практични приложения например в разработването на финансови инструменти, в мозъчната хирургия и дори в изследванията на Струнната теория. Досега беше невъзможно да се определи специфично състояние на квантов хаос, защото всяко число, вкарано в калкулацията можеше да доведе до драматични промени и флуктоации, но новото уравнение отстранява тези трудности, позволявайки на учените акуратно да идентифицират характеристиките на хаоса. Дори без потенциал за практични приложения, това откритие драстично подобрява общото разбиране на квантовата механика в квантова система.