在一眨眼的时刻里，物质中不计其数的粒子之间发生了数十亿次细小的相互效果。听说，全面模仿这些相互效果是难以捉摸的，但现在，来自牛津大学和华威大学的研讨人员的新作业使之成为或许。
华威大学和牛津大学的研讨人员开发了一种新的办法来模仿许多粒子的量子体系，这种办法能够研讨彻底耦合于缓慢移动的离子的量子体系的动态特性。
实际上，他们现已使量子电子的模仿如此之快，以至于它能够不受约束地运转很长时刻，而且它们的运动对慢离子运动的影响将是可见的。
宣布在《科学发展》杂志上的陈述称，这是根据一个已知已久的量子力学代替公式(玻姆动力学)，科学家们现在现已授权该公式用于研讨大型量子体系的动力学。
因为大型杂乱量子体系超越了科学家进行猜测的理论和核算才能，许多量子现象都是针对单个或少量相互效果的粒子进行研讨的。因为不同粒子品种效果的时刻尺度的巨大差异，这一现象变得杂乱起来：因为离子质量较大，其演化速度比电子慢数千倍。为了战胜这样的一个问题，大多数办法都触及到电子和离子的去耦，疏忽了它们相互效果的动力学，但这严峻约束了咱们对量子动力学的了解。
为了开发一种能让科学家解说全电子-离子相互效果的办法，研讨人员从头提出了大卫·玻姆提出的量子力学的一种旧的代替公式。在量子力学中，人们需求知道粒子的波函数。结果表明，用玻姆的均匀轨道和相位来描绘它是十分有利的。但是，它采取了一系列额定的近似和许多测验来加速核算速度。事实上，新的办法显现速度添加了超越10000倍，但仍然与曾经对量子体系静态性质的核算保持共同。
新办法随后被使用于热稠密物质（固体和热等离子体之间的一种状况）的模仿，这种状况以其一切粒子类型的固有耦合和对量子描绘的需求而出名。在这样的体系中，电子和离子都能以波的方式发生激起，而且这两种波会相互影响。在这里，新办法能够显现其强度，并确认量子电子对经典离子波的影响，一起证明静态性质与从前的数据共同。
多体量子体系是许多科学问题的中心，从咱们体内杂乱的生物化学到大行星内部物质的行为，乃至是技能应战，如高温超导性或聚变能，这些都表明晰新办法或许的使用场景规模。
领导这项查询的牛津大学教授吉安卢卡·格雷戈里说：“玻姆量子力学常常遭到置疑和争议。但是，在开始的公式中，这仅仅量子力学的另一种从头表述。选用这种方式主义的长处是，不同的近似变得更简单完成，这能添加触及多体体系的模仿的速度和准确性。”
沃里克大学的Dirk Gericke博士帮忙规划了新的核算机代码，他说：“跟着数值功率的巨大进步，现在有或许盯梢彻底相互效果电子-离子体系的悉数动力学。因而，这种新办法为有用的解决方案拓荒了新的问题类别。”
