雜質是指在一定物質中存在的化學物質，與材料的化學組成不同。雜質是天然存在的，或是在產品的合成過程中添加的。當雜質阻礙材料的工作性質時，可能具有破壞性。但雜質在其它相變的成核中起到重要作用。例如，銅中的鐵原子引起著名的近藤效應，其中導電電子自旋形成與雜質原子的磁性鍵合狀態。超導體中的磁性雜質可作為渦旋缺陷的產生場所。點缺陷可以使鐵磁體中的反向疇成核，並極大地影響其矯頑力。
理解雜質如何與量子環境相互作用是一個重要的問題，在物理學中具有廣泛的意義。 雜質與其宿主環境具有複雜的量子力學相互作用，並且它所獲得的特性與孤立的雜質有很大的不同。 然而，用理論來描述這種多體效應極具挑戰性。為此，科學家們提出了量子雜質模型（quantum-impurity model）的量子雜質理論（quantum-impurity theory）。
現在，奧地利科學技術研究所的科學家提出了一種新的理論方法，它提供了一種簡單而優雅的方法來描述一種重要的雜質類型：一種浸在量子溶劑中的分子。研究人員分析了過去20年中各個小組收集的實驗數據，結果表明，一種溶劑（超流體氦）中的分子會形成稱為安古隆的準粒子。這一發現可能導致描述各種分子和溶劑的理論的顯著簡化。他們的研究成果發表在前不久的《物理評論快報》上。
科學家們研究開發了一種新方法，可以直接觀察超出了經典理論的激子-極化子系統中相關的多體狀態。這項研究擴大了目前對冷原子物理學界非常感興趣的量子雜質理論的使用範圍，並將觸發未來的實驗，以證明微腔極化子的多體量子相關性。
探索量子流體
論文作者表示：「激子-極化子提供了一個場所，在其中可以探索室溫量子流體以及多體非平衡系統的新穎性質。」但是，儘管它們的固有量子性質是物質和光的疊加，但是最新的結果可以通過非線性經典波的物理學來描述。
這項新的研究表明，人們如何通過量子雜質物理學探索多體極化子系統中的均場量子相關性，其中移動性雜質被量子機械介質的激發所覆蓋，從而形成了一種新的能克服平均場描述。
論文的作者認為：「觀察超越極化子的平均場量子相關行為是將極化子用於量子技術和天文學的重要裡程碑。」在幾個粒子的水平上，最近在纖維腔中實現弱的抗聚束和極化子阻斷方面已有進展，其中光子的約束增強了非線性。
同樣，複雜的多維光譜已用於研究量子相關性。但是，在多體水平上證明超出平均場量子相關行為的實驗仍然難以捉摸。該研究利用泵探針光譜法提供了探索這種相關性的另一種途徑，該方法已被實驗證明。研究人員說：「我們的發現與這些實驗的結果相符。」
該研究團隊一直致力於研究並數學描述相互作用的量子粒子的群體行為，這些量子群體表現出奇特的行為，例如超流動性，在流動時不會遇有阻力；同時致力於研究這種複雜的集體行為是如何從小群量子粒子的性質，一個被稱為「少體系統」（Few-body systems）物理學的領域中產生出來。
少體系統（英語：Few-body systems），在物理與力學中，由少量定義明確的結構或點粒子組成。在經典力學中，少體問題是N體問題的子集。在量子力學中，少體系統的例子包括輕核系統，即少數核子的鍵合和散射狀態、小分子、輕原子（例如外部電場中的氦氣）、原子碰撞和量子點。描述少體系統的一個基本困難是薛丁格方程即使精確地知道了潛在的力，對於兩個以上相互作用的粒子，經典運動方程也不是解析可解的，這稱為少體問題。
在許多情況下，理論模型必須求助於近似處理少體系統。這些近似值必須通過詳細的實驗數據進行測試。原子碰撞特別適用於此類測試。實驗和理論之間發現的任何差異都可以直接與對少體效應的描述有關。相比之下，在核系統中，對潛在力的了解卻少得多。此外，在原子碰撞中，粒子的數量可以保持足夠小，以便可以通過實驗獲得有關系統中每個粒子的完整運動學信息。相反，在具有大粒子數的系統中，通常只能測量有關該系統的統計平均值或集合量。
這項研究成果擴展了從冷原子氣體到固態半導體的系統中量子物理學的基礎知識，並且有可能為尋求的新一代近零電阻、超低能量電子設備提供支持。
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