توجه است که به حیطه‌ی رفتار کوانتومی خود فضا و زمان وارد می‌شود (منطقه‌ای که هنوز نظریه‌ی خوبی برای آن نداریم). مثلا اخیرا فیزیکدانان مرکز تحقیقاتی محاسبات کوانتومی دانشگاه واترلو از یک شبیه سازی کوانتومی برای مطالعه‌ی شبکه‌های اسپینی (ساختارهایی که در برخی نظریه‌ها، بنیان اصلی فضا-زمان را تشکیل می‌دهند) استفاده کردند. همچنین فیزیکدانانی از دانشگاه مونیخ، روشی برای شبیه سازی پردازش اطلاعات سیاهچاله‌ها در گازهای اتمی فوق سرد پیشنهاد نمودند.
ایده‌ی مشابهی در میدان گرانش آنالوگ دنبال می‌شود که در آنها فیزیکدان‌ها از شاره‌ها برای تقلید رفتار ذرات در میدان‌های گرانشی استفاده می‌کنند. فضا-زمان های سیاهچاله، به خاطر ادعای جف اشتاینر مبنی بر داشتن تابش هاوکینگ اندازه‌گیری شده در یک سیاهچاله‌ی آنالوگ، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. به علاوه فیزیکدانان، ذرات بنیادی فرضی را با مشاهده‌ی جانشین‌هایی به نام شبه ذرات (quasiparticles) بررسی نموده‌اند. این شبه ذرات، از دل حرکت جمعی ذرات دیگر ظهور کرده و درست شبیه ذرات بنیادی رفتار می‌کنند. فهم خواص شبه ذرات به ما اجازه می‌دهد بیشتر در مورد رفتارشان بدانیم و در نتیجه ممکن است به یافتن راه‌هایی جهت مشاهده‌ی ذرات اصلی کمک کند.
⭐️این نوع پژوهش‌ها، پرسش‌های مهمی را پدید می‌آورد؛ اول از همه، اگر بتوانیم چیزی را که اکنون باور داریم بنیادی است، توسط شبه ذرات ترکیبی شبیه‌سازی کنیم، پس شاید در حال حاضر چیزی که آن را بنیادی می‌پنداریم (یعنی فضا-زمان و ۲۵ ذره‌ی تشکیل‌دهنده‌ی مدل استاندارد فیزیک ذرات) هم از یک ساختار بنیادی تشکیل شده باشد. شبیه سازی‌های کوانتومی ما را متعجب می‌کند، بدین معنا که رفتار سیستمی که با آن شروع کرده‌ایم را توضیح می‌دهد. آیا مشاهده، اندازه‌گیری و پیش‌بینی با استفاده از یک نسخه‌ی ساده‌شده‌ی سیستم، به رسیدن به یک توضیح منجر می‌شود؟
اما برای من، جالب‌ترین نمود این توسعه چیزی است که در نهایت چگونگی فیزیک کردن ما را تغییر می‌دهد. مدل ریاضیاتی در شبیه سازی کوانتومی از اهمیت ثانوی برخوردار است. در حال حاضر ما از ریاضی برای شناسایی یک سیستم مناسب استفاده می‌کنیم، زیرا ریاضی به ما خواص چیزی را می‌گوید که به دنبالش هستیم؛ ولی موکدا صحبت درباره‌ی آن ضروری نیست. در طول زمان، دانشمندان تجربی‌کار خواهند آموخت کدام سیستم را به سیستم دیگر نگاشت کنند، همانطور که آموخته‌اند کدام سیستم را به کدام ریاضیات، نگاشت کنند. شاید روزی فرارسد که به جای انجام محاسبات، تنها از مشاهدات سیستم‌های ساده‌شده برای پیش‌بینی کردن استفاده کنیم. در حال حاضر، من مطمئنم که اکثر همکارنم با چنین چشم‌اندازی از آینده، وحشت‌زده خواهند شد. ولی در ذهن من، ساخت یک مدل ساده‌شده از یک سیستم در آزمایشگاه، مفهوم چندان متفاوتی با آنچه فیزیکدانان قرن‌ها انجام می‌داده‌اند نیست: نوشتن مدل‌های ساده‌شده‌ی سیستم‌های فیزیکی به زبان ریاضیات.
👇
@wittj2