Sorte huller opfører sig nogle gange som konventionelle kvantesystemer

En gruppe Skoltech-forskere ledet af professor Anatoly Dymarsky har studeret fremkomsten af ​​generaliserede termiske ensembler i kvantesystemer med yderligere symmetrier. Som et resultat fandt de ud af, at sorte huller termaliserer på samme måde som almindeligt stof gør. Resultaterne af deres undersøgelse blev offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve .

De sorte hullers fysik forbliver et undvigende kapitel i moderne fysik. Det er det skarpeste spændingspunkt mellem kvantemekanikken og den generelle relativitetsteori. Ifølge kvantemekanikken skulle sorte huller opføre sig som andre almindelige kvantesystemer. Endnu, der er mange måder, hvorpå dette er problematisk set ud fra Einsteins generelle relativitetsteori. Derfor, Spørgsmålet om at forstå sorte huller kvantemekanisk forbliver en konstant kilde til fysiske paradokser. Den omhyggelige løsning af sådanne paradokser burde give os et fingerpeg om, hvordan kvantetyngdekraften fungerer. Derfor er de sorte hullers fysik genstand for aktiv forskning i teoretisk fysik.

Et særligt vigtigt spørgsmål er, hvordan sorte huller termaliserer. En nylig undersøgelse foretaget af en gruppe Skoltech-forskere viste, at sorte huller i denne henseende ikke er så forskellige fra almindeligt stof. Nemlig fremkomsten af ​​ligevægt kan forklares ud fra den samme mekanisme som i det konventionelle tilfælde. En analytisk undersøgelse af sorte huller blev mulig på grund af de hurtigt udviklende teoretiske værktøjer i den såkaldte holografiske dualitet. Denne dualitet kortlægger visse typer af konventionelle kvantesystemer til særlige tilfælde af kvantetyngdesystemer. Selvom yderligere arbejde er nødvendigt for at udvide denne lighed til termaliseringsdynamik, dette arbejde giver yderligere støtte til paradigmet om, at vigtige aspekter af sorte huller og kvantetyngdekraft generelt kan forklares ud fra den kollektive dynamik i konventionelle kvante-mangekropssystemer.

Desuden, værket kaster nyt lys over, hvordan konventionelle mange-krops kvantesystemer termaliserer. Det er almindeligt accepteret, at isolerede kvantemekaniske systemer nøjagtigt kan beskrives ved statistisk ligevægtsmekanik. Det præcise matematiske udsagn, der giver en sådan beskrivelse, kaldes Eigenstate Thermalization Hypothesis. Alligevel, et bevis for denne hypotese manglede. Forfattere af papiret hævder at delvist udfylde dette hul.

"Så vidt vi ved, vores arbejde er det allerførste analytiske bevis på egenstate-termaliseringshypotesen i rumligt udvidede systemer, hvor alle tidligere værker om emnet (med meget få undtagelser) er numeriske. Vi mener, at den konceptuelle og tekniske nyhed i vores papir er af bred interesse, " forklarer professor Anatoly Dymarsky fra Skoltech Center for Energy Science and Technology.