Физики сконструировали цепочку из ридберговских атомов — это атомы, у которых один или несколько электронов возбуждены на орбиты огромного радиуса, сравнимого с масштабами планетарных путей. Такие атомы-гиганты обладают сильным диполь-дипольным взаимодействием, то есть остро чувствуют присутствие соседей, что превращает цепочку в квантовый аналог струны — объекта, чьи коллективные возбуждения подчиняются волновому уравнению. С помощью лазеров систему натянули в критическую точку, где исчезают все масштабы — подобно тому, как натянутая гитарная струна готова выдать чистые обертоны независимо от своей длины. В этой точке система становится масштабно-инвариантной, и её поведение описывается конформной теорией поля.
Затем применили спектроскопию с лёгкой встряской: слегка модулировали свет и слушали резонансный отклик. Полученные энергии колебаний выстроились в строгие числовые пропорции, точь-в-точь как предсказывает конформная теория поля.
Сюрприз: те же пропорции управляют горизонтами чёрных дыр — связь показали Хуан Малдасена, Эдвард Виттен и Леонард Сасскинд. Измерения также напрямую связали спектр с энтропией запутанности — мерой квантовой сложности. Такой квантовый музыкальный инструмент позволит тестировать новые материалы и ускорит приход квантовых технологий.
Ридберговские атомы — это атомы, где электрон вращается по орбите, как планета вокруг звезды. Такие гиганты сильно взаимодействуют на больших расстояниях, что делает их идеальными для квантовых симуляций.