Физики подтвердили универсальность уравнения Кардара–Паризи–Чжана

Спустя почти сорок лет после появления теории Кардара–Паризи–Чжана исследователи из Вюрцбургского университета доказали её применимость в двумерном пространстве. Эксперимент, результаты которого опубликовал журнал Science, закрывает давний пробел в понимании того, как развиваются неравновесные системы, объединяя случайные процессы с нелинейными эффектами в единую физическую модель.

Разработанное в 1986 году уравнение стало универсальным инструментом, описывающим самые разные явления: от распространения лесных пожаров и формирования кристаллов до алгоритмов машинного обучения. До сих пор математические предсказания модели удавалось подтвердить лишь для одномерных систем, тогда как проверка в двух измерениях считалась труднодостижимой задачей.

Для решения проблемы физики сконструировали квантовую систему на основе арсенида галлия, охлаждённого до экстремальных температур около −269 °C. Внутри структуры при лазерном облучении возникали поляритоны — гибридные частицы, сочетающие свойства света и материи. Их крайне короткое время жизни позволило ученым детально проследить динамику роста в неравновесных условиях. По словам Сиддхартхи Дама, точность измерений подтвердила, что эволюция поляритонов в пространстве и времени полностью соответствует фундаментальным законам, заложенным в модель.

Ключом к успеху стала ювелирная настройка многослойной структуры с зеркальными слоями, где толщина элементов контролировалась на атомном уровне. Это достижение не только подтверждает универсальность теории, но и открывает новые возможности для моделирования процессов самоорганизации в материаловедении и квантовых технологиях.