В середине прошлого века физики столкнулись с загадочным явлением: энергетические уровни сложных атомных ядер демонстрировали поведение, подобное выпадению лотерейных шаров — абсолютно непредсказуемое. С тех пор исследователи не оставляли попыток обнаружить этот скрытый хаос в микромире. Долгое время господствовало убеждение, что квантовый хаос требует постоянного внешнего воздействия — этакого «миксера», непрерывно толкающего систему. Однако недавно учёным удалось доказать его существование в полностью статичной квантовой системе. Для этого они применили остроумный подход, предложенный ещё Ричардом Фейнманом и Алексеем Китаевым: так называемый квантовый часовой механизм. Представьте, что в неподвижную конструкцию вшит внутренний метроном — сама система остаётся неизменной, но её энергетический узор несёт на себе характерный отпечаток хаоса. Любопытно, что этот узор, напоминающий эхо далёкого катаклизма, хорошо знаком в физике чёрных дыр, что намекает на глубинную связь между гравитацией и квантовыми явлениями. Открытие не только проливает свет на фундаментальные принципы, но и помогает объяснить, почему тепло столь стремительно распространяется даже в изоляторах, и каким образом спектры сложных атомов сохраняют стабильность, несмотря на внутренний беспорядок.
Энергетические уровни атомных ядер ведут себя как выигрышные номера в лотерее — абсолютно случайно. Это открыло физикам глаза на квантовый хаос.