Вселенский ритм: от снежных сугробов до квантового газа экспресс

Оригинал: "Universal Family-Vicsek scaling in quantum gases far from equilibrium"
arXiv:2603.09060 · 2026-03-10 · CC BY 4.0 · 1 мин
Неровности на квантовом сугробе растут по тому же закону, что и на снежном.

Снежный сугроб растёт по строгим правилам: падающие снежинки образуют микроскопические неровности, те, в свою очередь, притягивают ещё больше снега, и бугры самопроизвольно усиливаются. Эта же математика описывает рост городов, узоры на коре деревьев, рябь на воде и формирование скоплений космической пыли. Такое единообразие в физике называют универсальностью — когда совершенно разные системы подчиняются одним и тем же законам роста.

Учёные создали «квантовый сугроб» — облако холодных атомов, удерживаемое в ловушке из лазерных лучей. С помощью метода, похожего на фотометрию (измерение яркости, чтобы подсчитать число частиц), они следили, как на этом облаке нарастают неровности. Оказалось, что нарастание беспорядка, или энтропии, и момент насыщения в точности повторяют классический сценарий — тот самый, что управляет ростом обычного сугроба.

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 квантовых состояниях вещества (таких как конденсат Бозе — Эйнштейна), а также работы Людвига Больцмана о рождении порядка из хаоса находят здесь прямое продолжение в поведении квантового газа.

Шкала Фэмили-Вичека была впервые замечена в компьютерных симуляциях случайного осаждения частиц в 1980-х годах.

Учёные
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusJacob BekensteinStephen HawkingJames Clerk MaxwellSatyendra Nath Bose
Понятия
флуктуация квантовая флуктуация при инфляции масштабный фактор масштабная инвариантность квантовые флуктуации при инфляции классическая физика гравитация f(R) капля скейлинг пена пространства-времени левитация на энергии вакуума пространство Фока виртуальная частица объёмная доля релаксация правило Копа квантово-классический переход универсальность