「15歳で量子物理学の博士号」というフレーズだけでも驚異的だが、ほとんどの報道はそこで終わってしまう。しかし、ローランの博士課程の研究内容そのものを理解する価値はある。なぜなら、それは彼の思考が速いだけでなく、深い洞察力を持っていたことを示しているからだ。

彼の博士論文は、超流動体と超固体中のボーズポーラロンを研究したものです。これがなぜ重要なのかを理解するには、ボーズ・アインシュタイン凝縮体とは何かを理解する必要があります。特定の原子を絶対零度から数十億分の1度以内の温度、つまり宇宙の真空よりも低い温度まで冷却すると、すべての原子が1つのコヒーレントな実体として振る舞う単一の量子状態に崩壊します。1920年代にアルバート・アインシュタインとサティエンドラ・ナート・ボースによって予測され、1995年に初めて実験的に実現されたこの第5の物質状態は、物理学全体の中で最もエキゾチックで理論的に豊かな現象の1つです。これは量子シミュレーターであり、従来の物質では不可能な方法で量子力学的現象を研究できる制御システムです。

この凝縮体の中で、ローラン氏は、周囲の量子媒質と相互作用し、本来の性質とは異なる有効質量とエネルギーを獲得する不純物粒子であるポーラロンを研究した。準粒子として、ポーラロンは周囲の媒質を通過する際に、その媒質の励起によって自らを「装飾」する。ローラン氏は特に、ポーラロンが2つの異なる特異な量子状態、すなわち超流動（粘性なく流れる状態）と超固体（結晶のような秩序と超流動を同時に示す状態。この超固体状態は2019年に初めて実験的に確認された）においてどのように振る舞うかを調べた。彼の研究は、高度な理論的手法を用いてこれらの量子準粒子の振る舞いを計算し、多体量子系の基礎的な理解に貢献した。

これは入門レベルの物理学ではありません。ノーベル賞受賞者でさえ何十年も研究を続け、それでもなお時に驚かされるような、まさに最先端領域です。ローラン・シモンズは、ほとんどの物理学専攻の学生が微積分を理解し始めたばかりの年齢で、この領域における博士課程レベルの研究を修了しました。