Kas ir kvantu haoss?

Ilgu laiku zinātnieki nebija pārliecināti, vai pastāv kvantu haoss. Atomiem bija tendence uzrādīt paredzamus viļņveidīgus enerģijas modeļus. Šķiet, ka objekti molekulārā līmenī neizteica ārkārtēju jutīgumu pret sākotnējiem apstākļiem, tradicionālo fiziskā haosa definīciju. Pat dažas problēmas, kas radās, var izskaidrot ar perturbāciju teoriju, kas pieļauj nelielas novirzes sistēmā, kas uzrāda lielākoties regulāru uzvedību, ko var izskaidrot ar klasisko fiziku.

Tomēr, kā atklāja daži 20. gadsimta fiziķi, ne visus molekulārā līmenī notiekošos notikumus varēja adekvāti izskaidrot vai paredzēt, izmantojot klasiskos kvantu modeļus. Saskaņā ar šiem modeļiem tādiem notikumiem kā daļiņu pārvietošanās no vienas vietas uz nākamo būtu nepieciešams eksponenciāli augošs enerģijas daudzums, ko nebūtu iespējams radīt. Tā kā ir novērots, ka daļiņas pārvietojas, neradot šos enerģijas līmeņus, zinātniekiem bija jāizdomā cits veids, kā izskaidrot šo fenomenu.

Viens no veidiem, kā zinātnieki paskaidroja, bija Ridberga atoma izpēte. Ridberga atomi ir ļoti enerģiski atomi, kas uzrāda haotisku uzvedību, ko var izskaidrot ar klasisko fiziku. Šo atomu izpēte ir parādījusi, ka sistēmām, kurās ir iesaistīts kvantu haoss, ir ļoti korelēti enerģijas līmeņi. Daļiņu enerģijas līmeņi nav nejauši sadalīti kā klasiskajās molekulās. Vienas apakšsistēmas notikumi ir nesaraujami saistīti ar citas apakšsistēmas notikumiem. Rezultātā enerģijas spektru var izmantot, lai vismaz daļēji izskaidrotu šo daļiņu uzvedību.

Vēl viena metode bija aplūkot situācijas, kurās klasiskā fizika spēj izskaidrot nelīdzenumus lielās sistēmās. Mehānika aiz mēness orbītas svārstības ap Zemi saules gravitācijas spēka dēļ tika izmantota, lai izveidotu statistisku mērījumu, kas palīdzēja izskaidrot un prognozēt zemas enerģijas daļiņu uzvedību. Lai gan klasiskie fizikas modeļi nevar adekvāti izskaidrot šo haotisko molekulāro sistēmu uzvedību, ir interesanti, ka kvantu haoss izmanto šos modeļus kā sākuma punktu, lai radītu jaunus modeļus, lai tālāk izprastu šīs sistēmas.