En grupp Skoltech -forskare under ledning av professor Anatoly Dymarsky har studerat uppkomsten av generaliserade termiska ensembler i kvantsystem med ytterligare symmetrier. Som ett resultat fann de att svarta hål värmer på samma sätt som vanlig materia gör. Resultaten av deras studie publicerades i Fysiska granskningsbrev .

Fysiken i svarta hål är fortfarande ett svårfångat kapitel i modern fysik. Det är den skarpaste spänningspunkten mellan kvantmekanik och teorin om allmän relativitet. Enligt kvantmekaniken borde svarta hål bete sig som andra vanliga kvantsystem. Än, det finns många sätt på vilket detta är problematiskt ur Einsteins allmänna relativitetsteori. Därför, frågan om att förstå svarta hål kvantmekaniskt förblir en konstant källa till fysiska paradoxer. Den noggranna upplösningen av sådana paradoxer borde ge oss en aning om hur kvantgravitation fungerar. Det är därför som svarta håls fysik är föremål för aktiv forskning inom teoretisk fysik.

En särskilt viktig fråga är hur svarta hål värmer sig. En nyligen genomförd studie gjord av en grupp Skoltech -forskare fann att svarta hål i detta avseende inte skiljer sig så mycket från vanlig materia. Nämligen, uppkomsten av jämvikt kan förklaras med samma mekanism som i det konventionella fallet. En analytisk undersökning av svarta hål blev möjlig på grund av de snabbt utvecklande teoretiska verktygen för den så kallade holografiska dualiteten. Denna dualitet kartlägger vissa typer av konventionella kvantsystem till speciella fall av kvantgravitationssystem. Även om ytterligare arbete är nödvändigt för att utöka denna likhet med termikaliseringsdynamik, detta arbete ger ytterligare stöd för paradigmet att viktiga aspekter av svarta hål och kvantgravitation i allmänhet kan förklaras utifrån den kollektiva dynamiken i konventionella kvantkroppssystem.

Vidare, arbetet kastar nytt ljus över hur konventionella kvantsystem med många kroppar termaliserar. Det är allmänt accepterat att isolerade kvantmekaniska system kan beskrivas exakt med jämviktsstatistik. Det exakta matematiska påståendet som ger en sådan beskrivning kallas Eigenstate Thermalization Hypothesis. Ändå, ett bevis för denna hypotes saknades. Författare till papperet hävdar att de delvis fyller detta gap.

"Som vi förstår det, vårt arbete är det allra första analytiska beviset för Eigenstate Thermalization Hypothesis i rumsligt utökade system, med alla tidigare arbeten i ämnet (med mycket få undantag) är numeriska. Vi tror att den konceptuella och tekniska nyheten i vårt papper är av stort intresse, "förklarar professor Anatoly Dymarsky från Skoltech Center for Energy Science and Technology.