В квантовом мире царит непрерывная динамика: частицы обмениваются энергией, запутываются — входят в состояния, где их свойства взаимозависимы, — и влияют друг на друга. Казалось бы, с ростом числа участников предсказать поведение системы становится только труднее. Однако иногда из хаоса рождается порядок.

Физики исследовали модель SYK — математический полигон для изучения квантового хаоса, где множество частиц взаимодействуют случайным образом: каждая может соединиться с любой другой, причём сила связи постоянно меняется. Авторы работы доказали, что на промежуточных энергетических масштабах — между микро- и макроуровнем — система ведёт себя как набор независимых частиц. Её статистические свойства, например распределение уровней энергии, совпадают с универсальным гауссовым законом — знаменитой колоколообразной кривой, описывающей множество природных явлений.

Это напоминает большую компанию людей, которые постоянно переговариваются друг с другом. Если разговоры идут одновременно и случайным образом, со стороны слышен ровный гул — хотя внутри кипит бурная деятельность. Так и здесь: хаотические взаимодействия усредняются, и система выглядит простой. Аналогия, конечно, упрощает: в квантовом случае усреднение происходит не во времени, а по множеству возможных конфигураций.

Результат важен не только для фундаментальной физики. Модель SYK тесно связана с чёрными дырами и квантовой гравитацией. Понимание того, как в ней возникает простота, может пролить свет на устройство пространства-времени на самых малых расстояниях.