В квантовом мире царит постоянная суета. Частицы обмениваются энергией, запутываются, влияют друг на друга. Казалось бы, чем больше участников в этой игре, тем сложнее предсказать результат. Но иногда из хаоса рождается порядок.

Физики заглянули в модель SYK — математический полигон для изучения квантового хаоса. В этой модели множество частиц взаимодействуют случайным образом: каждая может соединиться с любой другой, причём сила связи постоянно меняется. Авторы работы доказали, что на определённых масштабах энергии (промежуточных между микро- и макроуровнем) система ведёт себя как набор независимых частиц. Её статистические свойства — например, распределение уровней энергии — совпадают с универсальным гауссовым законом. Это знаменитая колоколообразная кривая, которая описывает множество природных явлений.

Это похоже на большую компанию людей, которые постоянно переговариваются друг с другом. Если разговоры идут одновременно и случайным образом, то со стороны слышен ровный гул — хотя внутри кипит бурная деятельность. Так и здесь: хаотические взаимодействия усредняются, и система выглядит простой.

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.