德國馬普學(xué)會量子光學(xué)研究所的科學(xué)家完成一項實驗，將原子排列在光學(xué)柵格點陣中，這些原子通過“精確”的擾動偏離平衡狀態(tài)，通過觀測其動力學(xué)行為，獲得這些處于光學(xué)柵格中相互間有相互作用的單個原子的動力學(xué)數(shù)據(jù)，首次實現(xiàn)固體中相互關(guān)聯(lián)原子系統(tǒng)的動力學(xué)行為模擬研究。
 
      據(jù)科學(xué)家們，可將光學(xué)柵格想象為由激光形成的裝雞蛋的箱子，它是利用激光形成的一種特殊構(gòu)造，其中有按照一定周期有規(guī)律出現(xiàn)的“凹穴”，在每個“凹穴”中可以“放置”一個原子，尤如在雞蛋箱的每個“凹穴”中放置一枚雞蛋。一旦原子處于這樣的結(jié)構(gòu)中，其行為將與在自然狀態(tài)下一致，可以對其進行精確的測量，而這種測量在自然狀態(tài)的固體物質(zhì)中是無法進行的。通過精確測定，可以研究復(fù)雜的量子系統(tǒng)如何進入平衡態(tài)，溫度是如何出現(xiàn)，典型的量子系統(tǒng)如何隨時間轉(zhuǎn)變?yōu)閺娤嗷プ饔玫亩嗔Ｗ酉到y(tǒng)，系統(tǒng)如何在原子間相互作用下形成平衡狀態(tài)，好比可以觀察到原子如何“入睡”的過程。
 
      科學(xué)家們認為，該項研究結(jié)果對物理學(xué)中古老而又具有重大意義的基礎(chǔ)性問題給出了一些重要的新認識和解答。比如說，可以解釋為什么偏離平衡狀態(tài)的系統(tǒng)可以恢復(fù)其平衡狀態(tài)，物質(zhì)的物態(tài)如溫度等是如何產(chǎn)生的。原子是構(gòu)成物質(zhì)的基礎(chǔ)單元，其大小只有千萬分之一毫米，遠小于可見光的波長，肉眼不能觀測到，在固體中這些微小粒子大多數(shù)呈有序排列狀態(tài)，氣體中則呈無序狀態(tài)。不論原子處于什么聚集狀態(tài)下，人們在現(xiàn)實中一般僅能見到由大量原子集合構(gòu)成的宏觀物質(zhì)。因為在原子尺度上的自然規(guī)律是“量子律”，在量子世界起作用的規(guī)律與我們?nèi)粘Ｊ澜缤耆煌?，從人們的直覺來看是無法解釋并且是佯謬的。例如在量子世界，要指出原子的精確位置，就是沒有意義的事情，再比如宏觀世界非常自然的“溫度”概念，在微觀世界如何解釋就是一件并非簡單的事情，物理基本方程中對溫度并沒有給出定義。因此，人們認為研究單個原子的行為是很難想象甚至是荒唐的，這一首創(chuàng)的實驗將使一情況根本改變。
   
      同時，科學(xué)家認為，此項實驗成果可以為研究密集強相互作用多粒子體系提供新手段，形成“量子模擬”的新方法，比傳統(tǒng)的模擬計算法要功能強大很多。目前研究交互作用多粒子體系，通常通過超級計算機進行模擬計算，運行時間長達多個星期，并且已經(jīng)達到其能力的極限。該項研究在理論分析和超級計算機模擬計算方面得到德國慕尼黑大學(xué)和柏林自由大學(xué)科學(xué)家的支持。