Wirkungsquerschnitte werden zu Zufallsfunktionen

18.01.2018 Über 50 Jahre altes Problem gelöst

Das Wort "Chaos" verbindet man mit Strukturlosigkeit, allerdings können gerade daraus universelle statistische Eigenschaften entstehen. Schon die Gesetze der Thermodynamik gründen auf dem, was Boltzmann "molekulares Chaos" nannte. In ähnlicher Weise werden auch statistische Eigenschaften von chaotischen Quantensystemen universell.

Ein Großteil dessen, was wir über Quantensysteme wissen, stammt aus Streuexperimenten. Vor über 50 Jahren stiess man in der Kernphysik auf die Frage, wie universell die Verteilung der Wirkungsquerschnitte ist. Später verstand man den engen Zusammenhang zur chaotischen Dynamik und die große Allgemeinheit der Fragestellung für die chaotische Streuuung beliebiger Quantensysteme, konnte aber das Problem wegen seiner sehr komplizierten mathematischen Struktur nicht lösen. Dies gelang nun einer internationalen Kollaboration, die ein von der AG Guhr entwickeltes supersymmetrisches Verfahren benutzte. Insbesondere

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versteht man nun in allen Details, wie chaotische Systeme bei höheren Energien in das sogenannte Ericson-Regime kommen, in dem die Wirkungsquerschnitte Zufallsfunktionen werden. Die Ergebnisse sind in Physical Review Letters veröffentlicht

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.244102

und unter den "PRL Highlights" aufgeführt

https://journals.aps.org/prl/highlights?page=2