Quantenphysik: Kontrolliertes Experiment beobachtet das Phänomen der ,,selbstorganisierten Kritikalität"

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben erstmals das Konzept der sogenannten ,,selbstorganisierten Kritikalität" experimentell in einem Quantensystem beobachtet. Das Konzept besagt, dass komplexe Systeme im Nichtgleichgewicht dazu neigen, sich von selbst in einen kritischen Zustand fernab von einem stabilen Gleichgewicht zu entwickeln - sie verstärken also ihr eigenes Nichtgleichgewicht. So können auf den ersten Blick so unterschiedliche Systeme wie die Verbreitung von Informationen in sozialen Netzwerken oder die Ausbreitung von Feuer oder Krankheit ähnliche Eigenschaften haben. Ein Beispiel ist ein lawinenartiges Verhalten, das sich selbst verstärkt anstatt zum Erliegen zu kommen. Diese komplexen Systeme sind unter kontrollierten experimentellen Bedingungen allerdings nur sehr schwer zu untersuchen. Erstmals ist es Forschern und Forscherinnen des Europäischen Zentrums für Quantenwissenschaften (CESQ) in Straßburg in Zusammenarbeit mit Forschern der Universitäten Köln und Heidelberg sowie des California Institute of Technology gelungen, die wichtigsten Merkmale der selbstorganisierten Kritikalität experimentell quantitativ zu charakterisieren - insbesondere das universelle Lawinenverhalten. Die aktuelle Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.