Научные гении из Томского политехнического университета (ТПУ) и Томского государственного университета (ТГУ) взломали код нелинейных уравнений Шредингера, предложив свежий взгляд на взаимодействие квазичастиц. То, что раньше казалось мрачным лабиринтом, теперь стало ближе к нам, простым смертным.
Квантовая физика, как известно, — это тот самый клуб, в который не пускают без сложной математики. Задача — расшифровка нелинейных уравнений Шредингера, которые объясняют, как ведут себя загадочные квазичастицы. Это, по сути, «псевдочастицы», которые подражают обычным частицам, но на деле — это группы частиц, держащие друг друга за руку в квантовом танце. Если мы поймем, как они пляшут, то приблизимся к тайнам квантовых систем.
«Наше исследование посвящено загадкам сложных квантовых систем, а если проще — как квазичастицы, эти пространственно локализованные «пакеты», ведут себя в открытых системах. Они движутся и взаимодействуют, как обычные частицы, и это захватывающе! Особенно интересно, как на них влияют дальнодействующие силы и какие странные структуры они создают в пространстве», — делится Антон Кулагин, доцент отделения электронной инженерии ТПУ.
Исследование показало, что ансамбль из двух квазичастиц, даже если они разделены и едва взаимодействуют, ведет себя совершенно не так, как одна квазичастица. Моделирование продемонстрировало, что эти квазичастицы создают пространственные узоры, передвигаясь по траекториям, напоминающим поведение классических частиц с переменными «массами».
Ученые считают, что новый подход позволит более точно моделировать поведение квантовых систем, открывая двери для более эффективных лазеров и других передовых технологий, таких как квантовые радиоприемники и компьютеры.
Исследование поддержано грантом РНФ.
