La fisica quantistica consente di formulare affermazioni sul comportamento di un'ampia varietà di sistemi a molte particelle a livello atomico, dai cristalli di sale alle stelle di neutroni. Nei sistemi quantistici, molti parametri non hanno valori concreti, ma sono distribuiti su vari valori con determinate probabilità. Spesso questa distribuzione assume la forma di una semplice curva a campana gaussiana che si incontra anche nei sistemi classici, ad esempio la distribuzione delle palline nell'esperimento della scatola di Galton. Però, non tutti i sistemi quantistici seguono questo semplice comportamento e alcuni potrebbero deviare dalla distribuzione gaussiana a causa delle interazioni.

Prof. Dott. Jens Eisert, che dirige un gruppo di ricerca congiunto sulla fisica teorica presso la Freie Universität Berlin e l'Helmholtz-Zentrum Berlin, sostiene che una volta ridotte le interazioni, tali deviazioni decadono nel tempo e diventano distribuite gaussiane. Ora è stato in grado di corroborare sperimentalmente questa presunzione.

Per fare questo, il team di Berlino ha lavorato insieme a un gruppo di fisici sperimentali guidati dal Prof. Dr. Jörg Schmiedmayer presso l'Università di Tecnologia di Vienna. Schmiedmayer e i membri del suo gruppo, in particolare il dottor Thomas Schweigler, preparato un cosiddetto condensato di Bose-Einstein:si tratta di un sistema quantistico costituito da diverse migliaia di atomi di rubidio, che sono stati confinati in una configurazione quasi unidimensionale con l'aiuto di campi magnetici e raffreddati vicino allo zero assoluto (50 nanokelvin).

"Il gruppo di Vienna ha creato un sistema quantistico sintetico in cui la distribuzione dei fononi può essere osservata in modo particolarmente nitido, " spiega il dottor Marek Gluza, coautore dello studio e postdoc con Jens Eisert. I dati di misura rappresentano inizialmente la complessa dinamica dei fononi. Ma la complessità si perde nel tempo e la distribuzione assume la forma di una curva a campana gaussiana.

"Infatti, possiamo vedere qui come emerga nel tempo una distribuzione gaussiana. La natura trova una soluzione semplice, tutto da solo, attraverso le sue leggi fisiche, " commenta Jens Eisert.

L'unicità dell'esperimento eseguito è che col passare del tempo il sistema torna alla distribuzione più complessa, dimostrando che le firme di uno stato complicato possono essere recuperate di nuovo. "Sappiamo esattamente perché oscilla indietro e da cosa dipende, " Spiega Gluza. "Questo ci mostra qualcosa sull'isolamento del sistema perché le informazioni sulle firme non hanno mai lasciato il sistema".