Den konstnärliga visionen av arbetet i MNRAS 475, 4, presenterad 2018. Vågutbredning genom en astrofysisk skiva kan förstås genom att använda Schrödinger-ekvationen (hörnstenen i kvantmekaniken)
Kvantmekanik är en gren av fysik som ibland hanterar det underliga beteendet hos små partiklar som fyller universum. Ekvationerna som beskriver kvantvärlden är begränsade till den subatomiska sfären. Men en ny upptäckt antyder att Schrödinger-ekvationen kan vara användbar för att beskriva den långsiktiga utvecklingen av några astronomiska strukturer.
Forskningen hör till Konstantin Batygin. Massiva astronomiska föremål omges ofta av grupper av mindre kroppar, som roterar som planeter runt solen. Till exempel, stjärnflockar kretsar kring supermassiva stjärnor, och jätte steniga och isiga föremål rör sig kring stjärnor. Tack vare gravitationskrafterna bildas dessa stora volymer av material till platta diskar. De representeras av en mångfald enskilda partiklar, som vänder sig på ett massivt sätt. De kan sträcka några hundra ljusår.
Vanligtvis behåller astrofysiska materialskivor inte runda former under hela livslängden. Efter miljontals år har de utvecklats för att visa storskaliga snedvridningar, böjningar eller deformationer. Det var dessa nya fel som förbryllade forskare. Även datormodeller tillåter inte att förstå situationen helt. Batygin bestämde sig för att vända sig till störningsteorin för att härleda en enkel matematisk representation av diskens utveckling. Denna approximation baseras på ekvationer skapade i 1700-talet av Joseph Louis Lagrange och Pierre-Simon Laplace. Inom ramen för ekvationerna matchas enskilda partiklar och småstenar på varje banbana matematiskt. Som ett resultat kan skivan modelleras som en serie koncentriska linjer, som långsamt byter orbitalmomentet mellan sig.
Men användningen av modellen ledde till ett oväntat resultat. Att skapa bedrägeribeskrivning har forskare tagit antalet linjer på skivan till ett oändligt antal, vilket gjorde att de kunde suddas ut i kontinuumet. Därför inkluderade beräkningarna Schrödinger ekvationen.
Schrödinger ekvationen är basen för kvantmekaniken, eftersom den beskriver det icke-intuitiva beteendet hos system på atom- och subatomiska skalor. En av beteenden är att de subatomiska partiklarna snarare beter sig som vågor snarare än diskreta partiklar. Batygin förutsätter att storskaliga deformationer i astrofysiska diskar beter sig som partiklar, och deras fördelning i materialet kan beskrivas matematiskt.
Med Schrödinger-ekvationen kan man karakterisera den långsiktiga utvecklingen av astrofysiska diskar. Och det här är förvånande, eftersom de inte tänker på denna ekvation om de anser avstånd i ljusår. Som ett resultat är det helt enkelt fantastiskt att formeln, vanligtvis används för extremt små system, arbetar för att beskriva stora.
