Студенты предложили решение проблемы квантовой теории поля
Студент бакалавриата физического факультета показал, как можно переносить квантово-механические расчеты из воображаемой плоскости в реальную, не создавая при этом все больше неопределенностей
При проведении расчетов с использованием квантовой теории поля физики сначала составляют модель, подставляя в нее «воображаемые» величины, после чего начинают работать с реальными данными. Но при проведении квантово-механических расчетов могут возникать неопределенности, которые усиливаются при переносе модели в реальную плоскость.
Например, если вы будете светить на медь излучением с определенной частотой, то сможете увидеть электроны, которые поглощают эти частоты. Каждый электрон находится на своем энергетическом уровне, а все вместе они образуют зоны. Внутри этих зон колебания электронов достигают пика. Предыдущие методики позволяли хорошо изучить то, что происходит вблизи этих пиков. Но эти методики дают сбои при исследовании частоты собственных колебаний электрона на уровне Ферми.
Студент бакалавриата Мичиганского университета Цзяни Фэй понял, что для точного преобразования квантовомеханических моделей из мнимых чисел в действительные физикам необходим другой класс математических функций, которые начинали бы выполнять свою задачу только после включения определенного «триггера». Фей понял, что функции Неванлинны, названные в честь финского математика Рольфа Неванлинны, который разработал их в 1925 году, способны обеспечить это.
С помощью метода, разработанного Фэй, теперь можно не только определить точную структуру уровней вблизи энергии Ферми, но и изучить область более высоких частот. По словам авторов, этот набор функций является общим для квантовых систем с конечной температурой, а новый метод позволит более подробно исследовать целый класс квантовых систем.
Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.
