Partículas de alta velocidad se transforman térmicamente de cuánticas a clásicas al cruzar la temperatura de anomalía
Se predice un desvanecimiento térmico del comportamiento cuántico en las correlaciones de grandes momentos y de corta distancia para temperaturas superiores al umbral de anomalía, al revelar la conexión entre excitaciones, termodinámica y correlaciones en sistemas de muchos cuerpos. Se propone una expresión analítica general para la cola de alto momento de la distribución del momento de una partícula, que es válida para una fuerza y temperatura de interacción arbitrarias y conecta suavemente los límites cuántico y clásico.
Físicos de la Universitat Politècnica de Catalunya en Barcelona y la Universidad de Massachusetts en Boston hicieron una predicción significativa: las partículas que se mueven a alta velocidad sufren una transformación del comportamiento cuántico al clásico para temperaturas superiores al umbral de anomalía. Se espera que este nuevo fenómeno ocurra en sistemas de estado sólido, atómicos fríos, nucleares, electrónicos y de espín.
Se predice que a la temperatura de anomalía, los efectos de la física cuántica y clásica se vuelven comparables para cualquier fuerza de interacción finita entre partículas. A temperaturas más altas, las partículas se excitan, lo que induce un aumento espectacular de la energía responsable de la conversión térmica cuántica a clásica de las partículas de alta velocidad. Este descubrimiento revela las conexiones entre excitaciones, termodinámica y correlaciones.
En los gases atómicos ultrafríos, se creía que la descripción cuántica de las partículas de alta velocidad era válida incluso a altas temperaturas, pero sólo se observó experimentalmente a temperaturas muy bajas. En un sistema unidimensional de bosones, los investigadores predijeron la conversión térmica cuántica-clásica en correlaciones y proporcionaron una teoría general que describe con éxito partículas de alta velocidad a cualquier temperatura, pasando del ámbito cuántico al clásico. Este interesante resultado espera confirmación experimental que se puede lograr con técnicas de última generación.
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