Informacje wracają do otwartych systemów kwantowych
Ultraszybkie procesy fizyczne zainteresowały naukowców uczestniczących w projekcie MICRONM (Microscopic derivation of non Markovian dynamics), finansowanym ze środków UE, ponieważ są związane z fizyką materii skondensowanej, biofizyką, a nawet chemią. Z teoretycznego punktu widzenia, wszystkie procesy opisywane są przez systemy oddziałujące z otaczającym je środowiskiem. Najbardziej efektywne teorie takich otwartych systemów opierają się na aproksymacji Markowa, która zakłada dużą różnicę między skalami czasowymi systemów i ich środowiska. Procesy ultraszybkie to takie procesy, w których skale czasowe są porównywalne, a środowisko nie jest wystarczająco szybkie, by powrócić do stanu równowagi po jego zakłóceniu. Inaczej mówiąc, równania opisujące systemy otwarte są niemarkowskie. Uczestniczący w projekcie naukowcy wykazali jednak, że pewna podklasa dynamiki systemów niemarkowskich poddaje się analizie, podobnie jak klasa markowska. Dokładniej mówiąc, znaleźli oni i sparametryzowali klasę stochastycznych równań Schrödingera, które rozwikłują równania główne systemów otwartych przejawiających funkcje pamięci. Ponadto naukowcy opracowali jawne wyrażenie efektywnej dynamiki przybliżonej przy pomocy małego dowolnego błędu. W ten sposób uzyskano skuteczne narzędzie do badania dynamiki niemarkowskiej także na poziome numerycznym. Rezultaty projektu MICRONM nie umożliwiają rozwiązania wszystkich problemów w fizyce, biofizyce i chemii, przejawiających zachowania niemarkowskie. Mimo to matematyczna dyscyplina zaproponowanego podejścia pozwala zrozumieć, jak należy powstępować w celu znalezienia pożądanych rozwiązań.
Słowa kluczowe
Otwarte systemy kwantowe, funkcje pamięci, ultraszybkie procesy fizyczne, markowska, równania Schrödingera