Ihre Erkenntnisse ermöglichen es, quantitative Vorhersagen zu Vorgängen in physikalischen Systemen zu treffen: Die Ergebnisse über Quantensysteme erinnern daran, dass es von der Geschwindigkeit abhängt, mit der man etwa von flüssigem Wasser in die Eisphase übergeht, wie das Eis hinterher beschaffen sein wird. Der Fachaufsatz wird im renommierten US-amerikanischen Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences“ publiziert.

Das grundlegende Problem bei der Erforschung der Quantenphasenübergänge liegt darin, dass ein System in der Nähe eines Phasenübergangs immer „zäher“ wird, weil seine Reaktionszeit sich verlängert. Somit stellte sich den Wissenschaftlern die Frage: Wie kann ein System, das mit steigender Nähe zum Phasenübergang immer langsamer wird, überhaupt in einer anderen Phase ankommen?

Die theoretischen Physiker stellten den Vorgang unter extrem genau kontrollierten Bedingungen im Labor nach und vermaßen ihn. Dabei wurden sogenannte künstliche Vielteilchensysteme beobachtet, in denen Tausende von Atomen in einem Lichtgitter an ihrem Platz „festgehalten“ wurden. Dieses System ist wie ein Festkörpersystem eines natürlichen Materials, nur dass man mit einzelnen Atomen experimentieren kann.

Die Forschungsarbeit ermöglicht es, ein physikalisches Problem zu beleuchten, das bisher selbst mit Supercomputern nicht zu berechnen ist. Zudem wurde gezeigt, dass komplexe Quantensysteme im Labor unter sehr präzisen Bedingungen nachgestellt werden können.