在物理学中，“普适性”是指系统的特性，这些特性与其细节无关。建立量子动力学的普适性是理论物理学家的主要兴趣之一。现在，来自日本的研究人员已经确定了无序量子系统的这种普适性，其特征是表面粗糙度和纠缠熵(量子纠缠的一种度量)的单参数缩放。

现实世界中的多粒子系统往往充满“无序”或“随机性”。这反过来又导致了此类系统有一些特有的现象发生。例如，强无序系统中的电子会由于有破坏性干扰而变得局域化，这种现象被称为“安德森局域化”。

人们已经在安德森局域化的单参数缩放方面行了广泛的研究，这种系统属性基于一个特定的参数进行缩放。但是，尽管大多数研究都集中在静态特性上，但无序也会显着影响量子动力学，例如纠缠动力学和传输现象。

在最近发表在《物理评论快报》上的一项研究中，由名古屋大学Kazuya Fujimoto教授领导的一组物理学家现已在数值上证明了一种被称为“Family-Vicsek(FV)”的动态单参数标度，这种标度可用于无序量子系统。Fujimoto教授解释说：“虽然FV缩放最初是从经典表面生长中得知的，但我们通过引入‘量子表面高度算子’在随机量子系统中发现了这种缩放。”

在他们的研究中，物理学家考虑了三种常见的无序模型，在一维势中不互相影响的无自旋费米子系统。他们发现表面粗糙度遵循以三个指数为特征的FV标度。通过进一步的数值分析表明，表面粗糙度可能与纠缠熵有关，从而表明了纠缠熵的FV型缩放。此外，他们观察到其中一个模型有异常的标度指数，并将其归因于离域相中存在局域态，这是量子无序系统的经典特征。

重要的是，可以使用显微镜技术通过实验测量冷原子系统的表面粗糙度，这使得在非相互作用的费米子中对纠缠熵的实验估计可行。Kazuya Fujimoto说：“这些发现将加深我们对非平衡物理学的理解，并提供了一种新的观点来对随机量子系统中出现的普遍非平衡现象进行分类。”

虽然这项研究的结果对我们的日常生活没有直接影响，但它无疑为更好地理解现实世界的量子系统铺平了道路。（编译:Qtech）