国际高级研究学院(SISSA) 信用:CC0公共领域 在实验室里模拟粒子加速器中发生的事情是高能物理学家多年来追求的研究自然界基本力量的一个雄心勃勃的目标
现在，由于SISSA统计物理小组——国际高级研究中心和“阿卜杜勒·萨拉姆”国际理论物理中心(ICTP)的研究，这个目标更接近实现
“我们已经处理了规范理论，更准确地说是施温格模型，它从数学上描述了微观带电粒子(如电子和正电子)与空间维度上的电场之间的相互作用，”费德里克·斯普林斯说
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SISSA大学的学生，该研究的主要作者，最近发表在《物理评论十》上
“我们已经表明，在超冷原子的实验中，这个理论可以比计算器迄今为止所做的更好地模拟
这个实验是在1996年由教授进行的
哈佛大学卢金实验室
" 研究自然的基本力量 这项研究
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学生保罗·普
马扎、朱利亚诺·朱迪奇、阿莱西奥·勒罗斯以及他们的导师SISSA的安德里亚·甘巴西和ICTP的马塞洛·达尔蒙特也作出了贡献，表明在海外进行的实验可以被解释为规范理论的“量子模拟器”，这是一个重要的联系，因为它证实了后者在研究与自然基本力量有关的奥秘方面的潜力
该出版物的合著者阿莱西奥·勒罗斯补充说:“描述基本相互作用的理论，即规范理论，是我们目前对宇宙物理的理解的基础，理解它们的动力学是理论物理中最重要的未解问题之一。”
“由此推断物质在极端条件下的行为，如大爆炸后恒星内部重原子核与原始宇宙之间的高能碰撞，是一项非常复杂的挑战，它严重考验了物理学家可用的理论和计算方法
" 例如，规范理论允许理解在日内瓦欧洲粒子物理研究所进行的实验中会发生什么
“这些现象非常复杂”费德里卡·斯劳补充道
“由于它们的量子性质，即使使用最现代、最强大的计算机，也很难做出可靠的预测
" 量子模拟器 为进行这类研究而设计的方法之一就是量子模拟器，它由一些部件组成，通常是在接近绝对零度的温度下冷却的原子，这些部件由激光和磁场控制，它们的行为由数学方程控制，类似于科学家想研究的系统，但更容易创建
“这些工具，”Surace继续说道，“允许使用像房间一样大的实验设备而不是几十公里长的加速器来研究规范理论
这一领域的研究才刚刚开始，距离这一目标还有很长的路要走，但最初的结果令人鼓舞”
SISSA和ICTP的物理学家的工作证明了这一点，它已经提供了重要的证据，证明了实验室中已有量子模拟器的潜力，可以用来研究我们理解宇宙背后的理论
阿莱西奥·勒罗斯解释说:“我们已经证明，由哈佛大学创建的量子模拟器实现的模型不是别人，正是最简单的规范理论之一，但无论如何，它预见了非常重要的现象，如真空衰变和基本粒子的限制。”他强调了这一结果对于创建一个可用于所有量子系统的模拟器的重要性
“目前，还没有“通用模拟器”，即可以通过编程来模拟任何其他量子系统的量子设备，但创建一个是这一物理领域研究的一个关键目标
现在存在的量子模拟器拥有极好的控制水平，允许模拟不太复杂的系统
事实上，我们现在知道，通过进一步的努力，模拟更复杂的量子理论也是可能的，例如一直是我们研究的主角的施温格模型”
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