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方程揭示了量子混沌的特征

2019-05-14 11:23:17   来源:

研究人员现已成功地制定了一个数学结果,为混沌实际行为的问题提供了一个精确的答案。研究人员分析了原子水平的混沌状态。

在我们可以想象的最小的世界中,混沌看起来是什么样的 - 在原子内部?那里的世界与我们所经历的世界有很大的不同;核中的质子和中子是波。在这个所谓的量子世界的微观世界中,正常的自然规则并不适用,但就所谓的混沌状态而言,无论存在的程度如何,都存在着普遍存在的特征。

在一项新的研究中,包括隆德大学研究人员在内的研究小组因此着手解决量子混沌理论,即他们研究了量子水平的混沌状态。量子混沌理论是解释电子和原子核的不规则运动,以及例如具有复杂几何形状的光学仪器中的光线的不规则运动,或者在带家具的房间中的声波。

研究人员分析了量子混沌态下不同能级的统计特性。虽然该研究是理论性的,但它具有实际应用价值。混沌理论和随机矩阵的相关概念用于试图描述和分析混沌状态的不同环境中。这些背景包括金融工具,脑外科手术甚至是宇宙的弦理论。

“在混沌量子系统中,能量水平相互排斥,即使它们相距甚远,它们也相互影响,”隆德大学理学院研究员,新研究的作者之一弗拉基米尔奥西波夫说。

他指出,很难对特定的量子混沌态进行计算机计算,因为混沌系统对计算中输入的初始数非常敏感。初始值的微小差异可能会在计算的最终结果中产生大的分歧。然而,由于新研究的结果,从现在开始可以使用精确的数学方程来预测混沌的特征而无需如此广泛的数字运算。

“是的,我们现在有一个确切的等式。就个人而言,我真的很惊讶它完全可能,”弗拉基米尔奥西波夫说。