Поведение – это способ, с помощью которого живые организмы адаптируются к окружающей среде, взаимодействуют друг с другом и реагируют на внешние стимулы. От элементарных движений клеток до сложных социальных структур у животных – каждый аспект поведения раскрывает удивительные механизмы выживания и адаптации.
")[вещества](https://hanga.su/glossary/substance "Вещество — это форма материи, обладающая массой и занимающая пространство. Оно состоит из атомов, молекул или элементарных частиц, взаимодействующих между собой посредством фундаментальных сил. Основные состояния вещества включают твёрдое, жидкое, газообразное и плазму, однако современная физика дополнительно выделяет экзотические формы, такие как конденсат Бозе–Эйнштейна, кварк-глюонная плазма и сверхтекучие фазы.
") определяется несколькими фундаментальными характеристиками. Этот принцип называется универсальностью, и теперь ученым впервые удалось непосредственно увидеть одно из его важнейших проявлений в искусственно созданной квантовой материи. Исследователи Калифорнийского технологического института вместе с коллегами из Европы использовали [квантовый](https://hanga.su/glossary/quant "Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") симулятор на основе нейтральных атомов. С его помощью они экспериментально воспроизвели две известные конформные теории поля и измерили энергетические уровни, существование и точные соотношения которых физики рассчитывали теоретически на протяжении десятилетий. Универсальность встречается и в более привычной физике. Когда [вещество](https://hanga.su/glossary/substance "Вещество — это форма материи, обладающая массой и занимающая пространство. Оно состоит из атомов, молекул или элементарных частиц, взаимодействующих между собой посредством фундаментальных сил. Основные состояния вещества включают твёрдое, жидкое, газообразное и плазму, однако современная физика дополнительно выделяет экзотические формы, такие как конденсат Бозе–Эйнштейна, кварк-глюонная плазма и сверхтекучие фазы.
") приближается к критической точке фазового перехода, множество деталей его микроскопического устройства может перестать определять общую картину. Разные материалы начинают демонстрировать сходные закономерности. Это позволяет описывать чрезвычайно сложные системы с помощью относительно компактного набора математических правил. В новом эксперименте ученых интересовал квантовый фазовый переход. В отличие от кипения воды или плавления льда, он происходит не из-за повышения температуры. Такие переходы возникают благодаря квантовым эффектам при температурах, близких к абсолютному нулю, когда суперпозиция, запутанность и взаимодействия между частицами начинают определять состояние всей системы. Для описания [поведения](https://hanga.su/glossary/behavior "Поведение – это способ, с помощью которого живые организмы адаптируются к окружающей среде, взаимодействуют друг с другом и реагируют на внешние стимулы. От элементарных движений клеток до сложных социальных структур у животных – каждый аспект поведения раскрывает удивительные механизмы выживания и адаптации.
") материи около подобных критических точек используются конформные теории поля. Они предсказывают не просто существование определенных возбуждений, но и точные отношения между их энергиями. Если представить эти состояния как ступени лестницы, [теория](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
") сообщает, на каком расстоянии друг от друга должны располагаться ступени. Математически такая энергетическая лестница была известна около четырех десятилетий, однако непосредственно измерить ее в подходящей управляемой квантовой системе до сих пор не удавалось. Именно эту задачу решила международная команда, использовав технологии, первоначально развивавшиеся для создания квантовых компьютеров. Экспериментальная установка состояла из атомов стронция, расположенных в линию. Каждый атом удерживался сфокусированным лазерным лучом — так называемым оптическим пинцетом. Такая технология позволяет физикам практически поштучно собирать искусственную [квантовую](https://hanga.su/glossary/quantum "Квантовая физика — это фундаментальная область науки, исследующая поведение частиц на мельчайших уровнях, где классическая механика перестает работать. Принципы квантовой суперпозиции, запутанности и туннельного эффекта лежат в основе множества современных технологий, включая квантовые компьютеры, сенсоры и криптографию. Квантовые системы способны обрабатывать информацию на порядки быстрее традиционных компьютеров, а квантовая связь предлагает абсолютную защиту данных.
") материю и точно управлять ее отдельными элементами. Затем атомы переводили в высокоэнергетические состояния Ридберга. В них электрон находится значительно дальше от ядра, благодаря чему взаимодействие соседних атомов резко усиливается. В результате цепочка перестает вести себя как набор независимых частиц и превращается в коллективную квантовую систему. Настраивая лазеры, исследователи приводили ее к критической точке между более и менее упорядоченными состояниями. После этого начинался своеобразный поиск резонансов. Лазерное поле периодически изменяли на разных частотах и наблюдали, насколько сильно реагирует вся атомная цепочка. Принцип можно сравнить с бокалом, который начинает звучать, если воздействовать на него с подходящей частотой. В квантовой системе определенные частоты соответствуют переходам между энергетическими уровнями. Последовательно перебирая их и регистрируя пики реакции, физики смогли восстановить структуру энергетической лестницы. Эксперименты проводились с цепочками длиной до 35 атомов. После учета размера системы полученные спектры совпали с предсказаниями конформной теории поля Изинга. Затем исследователи изменили параметры установки и перевели систему в более сложную трикритическую точку Изинга. Здесь возникла другая последовательность энергетических уровней — и она снова соответствовала теоретическим расчетам. Возможности атомного симулятора позволили пойти дальше обычной спектроскопии. Поскольку каждый атом доступен для индивидуального наблюдения, ученые смогли разделить возбуждения по симметрии и обнаружить дополнительное семейство энергетических уровней, которое оставалось скрытым при первоначальном измерении. Изменение условий на концах атомной цепочки также перестраивало спектр именно так, как предсказывала теория. [Эксперимент](https://hanga.su/glossary/experiment "Эксперимент — это основа научного метода, которая позволяет проверять гипотезы, подтверждать теории и открывать новые законы природы. Это процесс, в ходе которого исследователи изучают, как различные факторы влияют на объект исследования, создавая условия, которые можно контролировать и измерять.
") важен не потому, что физики сомневались в существовании этих математических закономерностей. Он показывает, что квантовые симуляторы становятся полноценными лабораториями для проверки фундаментальной теоретической физики. Систему можно собрать из отдельных атомов, настроить взаимодействия, приблизить к критическому состоянию и буквально измерить свойства абстрактной теории. Следующим этапом станут более крупные массивы и переход от одномерных цепочек к двумерным решеткам атомов. Здесь ситуация становится значительно интереснее, поскольку многие двумерные квантовые системы уже невозможно настолько подробно рассчитать традиционными методами. В перспективе тот же подход можно применить там, где точного теоретического ответа вообще не существует. Тогда квантовый симулятор перестанет быть устройством для проверки известных формул и станет инструментом исследования неизвестной квантовой материи, включая режимы, моделирование которых оказывается чрезвычайно сложным даже для мощных классических компьютеров. **Ссылка:** «Наблюдение спектров конформной теории поля в квантовом симуляторе» [ DOI: 10.1038/s41586-026-10904-x.](https://dx.doi.org/10.1038/s41586-026-10904-x "DOI: 10.1038/s41586-026-10904-x") - [ Нанотехнологии ](https://hanga.su/nanotechnology) - [ Инновации ](https://hanga.su/innovations) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Автоматизация ](https://hanga.su/automation) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - Понравилось: 29 - Похожие материалы: [Аксионы и плазмоны: новые ограничения на поиски тёмной материи вокруг нейтронных звёзд](https://hanga.su/1311,2025) | [Бабочка Хофштадтера в скрученном графене: открыты новые топологические фазы материи](https://hanga.su/1257,2025) | [В скоплении Форнакс обнаружены новые галактики почти без темной материи](https://hanga.su/1994,2026) | [Глюоны могут хранить ключ к стабильности материи: физики пересматривают устройство протона](https://hanga.su/2507,2026) | [Гравитационные волны могут раскрыть тайну темной материи вокруг черных дыр](https://hanga.su/1813,2026) | [Детектор тёмной материи XENONnT поставил под сомнение теории квантового коллапса](https://hanga.su/1767,2026) Загрузка следующей статьи...