Le leggi fondamentali della fisica si basano su simmetrie che determinano le interazioni tra particelle cariche, tra l'altro. Usando atomi ultrafreddi, i ricercatori dell'Università di Heidelberg hanno costruito sperimentalmente le simmetrie dell'elettrodinamica quantistica. Sperano di ottenere nuove intuizioni per l'implementazione di future tecnologie quantistiche in grado di simulare fenomeni fisici complessi. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Scienza .

La teoria dell'elettrodinamica quantistica si occupa dell'interazione elettromagnetica tra elettroni e particelle luminose. Si basa sulla cosiddetta simmetria U(1), quale, ad esempio, specifica il movimento delle particelle. Con i loro esperimenti, i fisici di Heidelberg, sotto la direzione del Professore Junior Dr. Fred Jendrzejewski, cercano di far progredire l'indagine efficiente di questa complessa teoria fisica. Recentemente hanno realizzato sperimentalmente un blocco elementare. "Vediamo i risultati della nostra ricerca come un passo importante verso una piattaforma costruita da una catena di elementi costitutivi correttamente collegati per un'implementazione su larga scala dell'elettrodinamica quantistica in atomi ultrafreddi, " spiega il prof. Jendrzejewski, che dirige un gruppo Emmy Noether presso il Kirchhoff Institute for Physics dell'Università di Heidelberg.

Secondo i ricercatori, una possibile applicazione sarebbe lo sviluppo di dispositivi quantistici su larga scala per simulare fenomeni fisici complessi che non possono essere studiati con acceleratori di particelle. Il blocco di costruzione elementare sviluppato per questo studio potrebbe anche giovare all'indagine dei problemi nella ricerca sui materiali, come nei sistemi fortemente interagenti che sono difficili da calcolare.