В обычных квантовых критических точках вещество переходит из одной фазы в другую из-за постепенного исчезновения. Система становится все более и более неупорядоченной, пока не появится новая фаза. Напротив, в деконфайнментированных квантовых критических точках (DQCP) две совершенно разные упорядоченные фазы переходят друг в друга без предварительного разупорядочения системы. Таким образом, вместо того, чтобы исчезнуть, один порядок плавно трансформируется в совершенно другой вид порядка из-за странного квантового поведения, которого обычно не бывает.

В таком случае становится трудно определить, является ли происходящий фазовый переход плавным или резким. Чтобы выяснить, какой тип фазового перехода на самом деле представляет собой DQCP, авторы исследования, физики из Университета Гонконга, провели моделирование и разработали несколько теоретических моделей, пишет IE.

Для того чтобы оценить значение полученных результатов, надо ввести два основных понятия. Первое — энтропия запутанности, или способ измерения того, в какой степени связаны две части запутанной квантовой системы. Вторая — модель спина SU (N) на квадратной решетке, теоретический инструмент для изучения квантовых систем. Квадратная решетка означает сетку точек, а SU (N) — это математическая структура, описывающая, как частицы, например спины, ведут себя в такой системе. N здесь — это параметр, который управляет симметрией системы, влияя на взаимодействие частиц друг с другом.

Моделирование показало, что при малых значениях N критические точки DQCP ведут себя не так, как ожидалось для плавных фазовых переходов. Вместо этого система показала картину более медленного роста. Это отличает ее от обычных, более простых непрерывных переходов, которые можно наблюдать в других квантовых системах.

Однако «одним из самых поразительных открытий исследования стало определение критического порогового значения N. Когда N превышает этот порог, DQCP демонстрируют поведение, соответствующее конформным неподвижным точкам — математической структуре, описывающей плавные, непрерывные фазовые переходы», — сообщили ученые.

Исследователи надеются, что их открытие поможет лучше понять квантовый мир и детально изучить экзотические состояния вещества. Также результаты могут повлиять на разработку новых материалов и практическое применение квантовых явлений.

Считается, что высокая температура и квантовые эффекты — вещи несовместимые, однако, в определенных случаях это правило может нарушаться. Исследователи из Австрии создали и измерили горячие состояния кота Шредингера при температурах 1,8 К (-271.3 °C). Это примерно в 60 раз выше, чем температура, при которой обычно возникает квантовая суперпозиция.