Kvantfysiken gör det möjligt att göra uttalanden om beteendet hos en mängd olika system med många partiklar på atomnivå, från saltkristaller till neutronstjärnor. I kvantsystem, många parametrar har inga konkreta värden, men är fördelade över olika värden med vissa sannolikheter. Ofta tar denna fördelning formen av en enkel Gaussisk klockkurva som påträffas även i klassiska system, till exempel fördelningen av bollar i Galtonbox-experimentet. Dock, inte alla kvantsystem följer detta enkla beteende och vissa kan avvika från den Gaussiska fördelningen på grund av interaktioner.

Prof. Dr. Jens Eisert, som leder en gemensam forskargrupp om teoretisk fysik vid Freie Universität Berlin och Helmholtz-Zentrum Berlin, hävdar att när interaktioner väl minskat avtar sådana avvikelser med tiden och blir Gaussiska fördelade. Nu har han kunnat styrka denna presumtion experimentellt.

Att göra detta, Berlin-teamet arbetade tillsammans med en grupp experimentella fysiker under ledning av prof. Dr. Jörg Schmiedmayer vid Wiens tekniska universitet. Schmiedmayer och medlemmar av hans grupp, i synnerhet Dr Thomas Schweigler, förberedde ett så kallat Bose-Einstein-kondensat:detta är ett kvantsystem som består av flera tusen rubidiumatomer, som var instängda i en kvasi-endimensionell konfiguration med hjälp av magnetfält och kyldes nära absolut noll (50 nanokelvin).

"Wiengruppen skapade ett syntetiskt kvantsystem där fördelningen av fononerna kan observeras särskilt skarpt, " förklarar Dr Marek Gluza, medförfattare till studien och postdoc med Jens Eisert. Mätdata representerar initialt fononernas komplexa dynamik. Men komplexiteten går förlorad med tiden och fördelningen antar formen av en Gaussisk klockkurva.

"Faktiskt, vi kan här se hur en Gaussisk fördelning uppstår över tiden. Naturen hittar en enkel lösning, helt av sig själv, genom dess fysiska lagar, " kommenterar Jens Eisert.

Det unika med det utförda experimentet är att allt eftersom tiden går svänger systemet tillbaka till den mer komplexa distributionen, som visar att signaturerna för ett komplicerat tillstånd kan hämtas igen. "Vi vet exakt varför det svänger tillbaka och vad det beror på, Gluza förklarar. "Detta visar oss något om isoleringen av systemet eftersom informationen om signaturerna aldrig har lämnat systemet."