Вселенский ритм: от сугробов до квантового газа экспресс
Снежный сугроб растёт по строгим правилам: падающие снежинки образуют неровности, те притягивают ещё больше снега, и бугры усиливаются. Эта же математика описывает рост городов, узоры на коре, рябь на воде и скопления космической пыли. Такое единообразие физики называют универсальностью.
Учёные создали «квантовый сугроб» — облако холодных атомов в ловушке из лазерных лучей. С помощью метода, похожего на фотометрию (измерение яркости, чтобы подсчитать частицы), они следили, как растут неровности на этом сугробе. Оказалось, нарастание беспорядка, или энтропия, и момент насыщения в точности повторяют классический сценарий.
Граница между квантовым и привычным миром стирается: даже атомы «лепят» формы, знакомые нам по снежным дворам. Удивительно, что эту универсальную шкалу впервые заметили не в природе, а в компьютерной модели падающих пикселей в 1980-х. Идеи Шатьендраната Бозе и Альберта Эйнштейна о необычных состояниях вещества, а также работы Людвига Больцмана о рождении порядка из хаоса находят здесь прямое продолжение.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.09060
Fluctuations in the growing surfaces of classical systems can exhibit universal scaling behavior, known as Family-Vicsek (FV) scaling. Although this phenomenon was originally discovered in classical stochastic models, recent theoretical studies have demonstrated the presence of FV scaling in quantum many-body systems as well. Here, we observe the universal FV scaling in a one-dimensional Bose gas in an optical lattice. By monitoring the fluctuations of particle number in half of the system, which corresponds to the surface roughness, we extract all scaling exponents and demonstrate that the entire relaxation-from the growth of quantum fluctuations to their saturation-is captured by a single universal scaling function. Our results demonstrate that universal scaling laws of classical surface growth extend to quantum many-body systems, establishing a unified framework for nonequilibrium universality across classical and quantum systems.
Шкала Фэмили-Вичека была впервые замечена в компьютерных симуляциях случайного осаждения частиц в 1980-х годах.