Физичари од Калтек експериментално ги измерија енергетските нивоа на два квантни системи чиешто однесување теоретичарите го предвидувале речиси четири децении. Резултатите претставуваат прва директна потврда на спектрите опишани со Изинговата и трикритичната Изингова конформна теорија на полиња.
Конформните теории на полиња се користат за опишување на универзалното однесување на различни физички системи во близина на критична точка. Во такви услови микроскопските детали стануваат помалку важни, а различни материјали можат да следат исти математички правила.
Истражувачите создале квантен симулатор со низа атоми на стронциум, поставени и задржани со тесно фокусирани ласерски зраци, познати како оптички пинцети. Дополнителни ласери ги довеле атомите во високо возбудени Ридбергови состојби, во кои соседните атоми силно комуницираат и почнуваат да се однесуваат како една колективна квантна целина.
Со внимателно приспособување на ласерите, тимот го довел системот до две различни квантни критични точки. За разлика од вриењето на водата или губењето магнетизам, овие премини не се предизвикани од промена на температурата, туку од квантни ефекти при температури блиску до апсолутната нула.
За да ги откријат скриените нивоа, научниците ја примениле техниката „спектроскопија со модулација на многу тела“. Тие го нарушувале целиот атомски синџир со различни фреквенции и ја мереле неговата реакција. Појавата на силни врвови покажувала дека фреквенцијата се совпаѓа со природните енергетски премини на системот.
Нивните мерења на синџири со најмногу 35 атоми ги потврдиле очекуваните соодноси. Кај Изинговата теорија, спектрите се совпаѓале со една универзална крива откако биле приспособени според големината на системот, додека кај трикритичната теорија биле измерени различни соодноси, токму како што предвидува теоријата.
Бидејќи истражувачите можеле да го контролираат секој атом одделно, успеале да ги разликуваат возбудувањата според нивната симетрија и да откријат дополнителни енергетски нивоа што не се гледале во првичното мерење. Промената на условите на краевите од синџирот дополнително ја менувала структурата на енергетската скала.
Следниот чекор е проширување на експериментот од линеарни синџири кон дводимензионални мрежи. Таму конформните теории се помалку истражени, а квантните симулатори би можеле да помогнат во проучување системи чие однесување не може прецизно да се пресмета со класични компјутери.
