Квантовые симуляторы подтвердили на практике 40-летнюю теорию физики

Почти 40 лет выводы конформных моделей Изинга и трикритической Изинга не подвергались прямой проверке. Теперь физики впервые измерили энергетический спектр синтетической квантовой материи, созданной в лабораторных условиях. Об этом сообщает сайт RuSamara.

Исследование опиралось на квантовые симуляторы — системы, построенные на технологиях квантовых вычислений. В критических точках разные по микроскопическому строению материалы могут следовать единым математическим закономерностям. Результаты работы опубликовал журнал Nature.

Экспериментаторы использовали цепочку атомов стронция. Лазерные лучи играли роль оптических пинцетов, удерживая частицы в линию. Затем другие лазеры переводили атомы в ридберговские состояния, заставляя соседей интенсивно взаимодействовать.

Настройка параметров позволяла приближаться к критической точке, предсказанной теоретически. Спектроскопия модуляции многих тел фиксировала реакцию цепочки на изменение частот лазеров. По пикам отклика ученые восстановили последовательность уровней, похожую на лестницу.

В цепочках до 35 атомов отношения между уровнями совпали с ожиданиями для модели Изинга. В трикритической точке спектр стал иным, но пропорции совпали с прогнозом. Дополнительная группа уровней обнаружилась при управлении отдельными атомами. Дальше исследователи планируют перейти к двумерным решеткам.