海德堡大学 海德堡大学基尔霍夫物理研究所的实验装置
信用:亚历克西斯·博宁 科学的一个目标是通过研究基本系统组件如何相互作用来寻找自然的物理描述
对于复杂的多体系统，为此经常使用有效的理论
它们允许描述相互作用，而不必在最小的尺度上观察系统
海德堡大学的物理学家现在开发了一种新方法，借助于所谓的量子模拟器，可以通过实验来验证这些理论
由教授领导的研究成果
医生
马库斯·奥伯塔勒(实验物理)和教授
医生
于尔根·伯格斯(理论物理学)发表在《自然物理学》杂志上
对于大系统来说，从微观描述中推导出单个粒子水平上的物理现象预测实际上是不可能的
这不仅适用于量子力学多体系统，也适用于经典物理学，例如当烹饪锅里的热水需要在单个水分子的水平上描述时
但是，如果一个系统被大规模观察，就像锅里的水波一样，在一定的前提条件下，新的性质会变得相关
为了有效地描述这样的物理，使用了有效的理论
“我们的研究旨在借助量子模拟器在实验中识别这些理论，”该研究理论部分的主要作者托尔斯滕·扎克解释道
量子模拟器被用来更简单地修改多体系统和计算它们的性质
海德堡物理学家最近在一个超冷铷原子的实验中展示了他们新开发的方法，这些铷原子被捕获在一个光阱中并脱离平衡
“在我们准备的场景中，原子的行为就像微小的磁铁，我们可以用新的方法精确读出它们的方向，”这项研究的主要作者马克西米利安·普吕弗说
为了确定这些“磁铁”的有效相互作用，这个实验必须重复几千次，这需要极高的稳定性
“潜在的理论概念使我们能够以一种全新的方式解释实验结果，从而通过实验获得对迄今为止理论无法触及的领域的洞察，”教授指出
Oberthaler
“反过来，这可以告诉我们新类型的理论方法，以成功地描述复杂多体系统中的相关物理定律，”教授说
彼尔戈斯
海德堡物理学家使用的方法可以转移到许多其他系统，从而为量子模拟开辟了开创性的领域
于尔根·伯格斯和马库斯·奥伯塔勒相信，这种识别有效理论的新方法将使回答物理学中的基本问题成为可能
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