密歇根大学 信用:Unsplash/CC0公共领域 当物理学家需要理解描述原子钟如何工作、你的磁铁如何粘在你的冰箱上或粒子如何流过超导体的量子力学时，他们使用量子场论
当他们解决量子场论中的问题时，他们在“想象的”时间内完成，然后将这些模拟映射成真实的量
但传统上，这些模拟几乎总是包含不确定性或未知因素，这些因素可能导致方程结果“偏离”
“因此，当物理学家将他们的模拟结果解释为真实的量时，这些不确定性会成倍地放大，使得他们很难相信他们的结果是必要的准确
现在，密歇根大学的一对物理学家发现了一组名为内万林纳函数的函数可以加强解释的力度，这表明物理学家可能能够克服现代量子模拟的一个主要限制
这项发表在《物理评论快报》上的研究是由U-M大学物理系本科生贾妮·费领导的
U-M大学物理学副教授伊曼纽尔·古尔说:“不管是晶格量子色动力学、氧化镍模拟还是超导体模拟，所有这些的最后一步都是将数据从虚轴转移到实轴。”
“但计算结果和实验测量结果之间存在根本的不匹配
" 海鸥给出了观察铜等金属光电效应的例子
如果你用特定频率的光照射铜，你将能够看到以该频率存在的电子，这被称为能带结构
在这些能带结构中，电子的振荡达到峰值
以前的方法擅长检查频率峰值在哪里发生了什么
但是当检查频率的最低点——接近零能量或所谓的费米能量时，方法学就变得不稳定了
“如果你不能解析能带结构，你就不能说你的电子在哪里，或者晶体深处到底发生了什么，”海鸥说
“如果你不能解析近费米表面结构，那么所有关于关联的信息，所有这些构成磁性或超导性的有趣物理，你所有的量子效应都被隐藏了
你没有得到你想要的量子信息
" 在研究这个问题时，费意识到要将量子力学理论从虚数精确地转换成实数，物理学家需要一类因果函数
这意味着当您触发您正在检查的系统时，函数中的响应只在您触发触发器后发生
费意识到内万林纳函数——以芬兰数学家罗尔夫·内万林纳于1925年提出的内万林纳理论命名——保证了一切都是因果关系
用费提出的方法，现在不仅可以解析费米能附近的精确结构，也可以解析高频能
“这就像用更好的显微镜观察同一类型的理论，”古尔夫说
费说，这组函数在有限温度量子系统中是通用的，对她来说，重要的是“充分利用这个结构的潜力”
" 她说:“通过强加类似于内万林纳结构的结构，我们可以得到各种响应函数的方法，比如光学和中子散射的方法。”
研究人员说他们工作的主要重要性在于它是跨学科的
他们的研究受到实验物理问题的激励，但使用的工具来自理论物理和数学
“通过这些的数学结构，实际上甚至有一路延伸到控制理论的联系，”古尔说
“例如，如果你有一个工厂，你想确保工厂不会在你更换各种调节器和阀门时爆炸，你用来描述这个问题的数学结构与贾妮用于解析延拓的涅瓦林纳函数完全相同
"
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