Um grupo de pesquisadores da Skoltech liderado pelo professor Anatoly Dymarsky estudou a emergência de conjuntos térmicos generalizados em sistemas quânticos com simetrias adicionais. Como resultado, eles descobriram que os buracos negros se termalizam da mesma forma que a matéria comum. Os resultados de seu estudo foram publicados em Cartas de revisão física .

A física dos buracos negros continua sendo um capítulo indescritível da física moderna. É o ponto mais agudo de tensão entre a mecânica quântica e a teoria da relatividade geral. De acordo com a mecânica quântica, os buracos negros devem se comportar como outros sistemas quânticos comuns. Ainda, há muitas maneiras em que isso é problemático do ponto de vista da teoria da relatividade geral de Einstein. Portanto, a questão de compreender os buracos negros mecanicamente permanece uma fonte constante de paradoxos físicos. A resolução cuidadosa de tais paradoxos deve nos fornecer uma pista de como a gravidade quântica funciona. É por isso que a física dos buracos negros é objeto de pesquisas ativas na física teórica.

Uma questão particularmente importante é como os buracos negros se termalizam. Um estudo recente realizado por um grupo de pesquisadores da Skoltech descobriu que, a esse respeito, os buracos negros não são tão diferentes da matéria comum. Nomeadamente, o surgimento do equilíbrio pode ser explicado em termos do mesmo mecanismo do caso convencional. Um estudo analítico de buracos negros tornou-se possível devido ao rápido desenvolvimento de ferramentas teóricas da chamada dualidade holográfica. Esta dualidade mapeia certos tipos de sistemas quânticos convencionais para casos particulares de sistemas de gravidade quântica. Embora seja necessário trabalho adicional para estender essa semelhança com a dinâmica de termalização, este trabalho fornece suporte adicional para o paradigma de que aspectos importantes dos buracos negros e da gravidade quântica em geral podem ser explicados em termos da dinâmica coletiva dos sistemas quânticos convencionais de muitos corpos.

Além disso, o trabalho lança uma nova luz sobre como os sistemas quânticos convencionais de muitos corpos se termalizam. É amplamente aceito que sistemas de mecânica quântica isolados podem ser descritos com precisão pela mecânica estatística de equilíbrio. O enunciado matemático preciso que fornece tal descrição é chamado de Hipótese de Termalização de Estado Próprio. No entanto, faltava uma prova desta hipótese. Os autores do artigo afirmam preencher parcialmente essa lacuna.

"Para o melhor de nosso conhecimento, nosso trabalho é a primeira prova analítica da hipótese de termalização de estado próprio em sistemas estendidos espacialmente, com todos os trabalhos anteriores sobre o assunto (com muito poucas exceções) sendo numéricos. Acreditamos que a novidade conceitual e técnica de nosso artigo é de amplo interesse, "explica o professor Anatoly Dymarsky, do Centro Skoltech para Ciência e Tecnologia de Energia.