Un gruppo di ricercatori Skoltech guidati dal professor Anatoly Dymarsky ha studiato l'emergere di insiemi termici generalizzati nei sistemi quantistici con simmetrie aggiuntive. Di conseguenza hanno scoperto che i buchi neri termalizzano allo stesso modo della materia ordinaria. I risultati del loro studio sono stati pubblicati in Lettere di revisione fisica .

La fisica dei buchi neri rimane un capitolo sfuggente della fisica moderna. È il punto di tensione più acuto tra la meccanica quantistica e la teoria della relatività generale. Secondo la meccanica quantistica i buchi neri dovrebbero comportarsi come altri sistemi quantistici ordinari. Ancora, ci sono molti modi in cui questo è problematico dal punto di vista della teoria della relatività generale di Einstein. Perciò, la questione della comprensione dei buchi neri dalla meccanica quantistica rimane una fonte costante di paradossi fisici. L'attenta risoluzione di tali paradossi dovrebbe fornirci un indizio su come funziona la gravità quantistica. Ecco perché la fisica dei buchi neri è oggetto di ricerca attiva in fisica teorica.

Una domanda particolarmente importante è come termalizzare i buchi neri. Un recente studio condotto da un gruppo di ricercatori della Skoltech ha scoperto che a questo proposito i buchi neri non sono poi così diversi dalla materia ordinaria. Vale a dire, l'emergere dell'equilibrio può essere spiegato nei termini dello stesso meccanismo del caso convenzionale. Uno studio analitico sui buchi neri è diventato possibile grazie agli strumenti teorici in rapido sviluppo della cosiddetta dualità olografica. Questa dualità associa alcuni tipi di sistemi quantistici convenzionali a casi particolari di sistemi di gravità quantistica. Sebbene sia necessario ulteriore lavoro per estendere questa somiglianza alla dinamica della termalizzazione, questo lavoro fornisce ulteriore supporto al paradigma secondo cui importanti aspetti dei buchi neri e della gravità quantistica in generale possono essere spiegati in termini di dinamiche collettive dei sistemi convenzionali a molti corpi quantistici.

Per di più, il lavoro getta nuova luce sul modo in cui i sistemi quantistici a molti corpi convenzionali si termalizzano. È ampiamente accettato che i sistemi di meccanica quantistica isolati possono essere accuratamente descritti dalla meccanica statistica dell'equilibrio. La precisa affermazione matematica che fornisce una tale descrizione è chiamata Ipotesi della termalizzazione degli autostati. Tuttavia, mancava una prova di questa ipotesi. Gli autori del documento affermano di colmare parzialmente questa lacuna.

"Al meglio delle nostre conoscenze, il nostro lavoro è la primissima dimostrazione analitica dell'ipotesi della termalizzazione degli autostati nei sistemi spazialmente estesi, con tutti i lavori precedenti sull'argomento (con pochissime eccezioni) essendo numerici. Riteniamo che la novità concettuale e tecnica del nostro scritto sia di ampio interesse, " spiega il professor Anatoly Dymarsky dello Skoltech Center for Energy Science and Technology.