O objetivo deste trabalho é o de investigar os sistemas de muitos corpos quânticos sob o ponto de vista microscópico com a finalidade de obtermos predições de suas propriedades macroscópicas, inclusive a nível quantitativo.
Nossa principal ferramenta são as simulações em computadores. Neste tipo de abordagem, modelos que podem ser bastante complexos e relevantes experimentalmente são estudados através de suas respostas a valores numéricos de suas variáveis gerados durante a simulação. O modelo não é resolvido, apenas suas respostas são armazenadas e posteriormente tratadas por métodos estatísticos. Portanto dado um certo modelo, é possível conhecermos suas predições pormenorizadamente, e sem que nenhuma aproximação adicional ao próprio modelo esteja envolvida.
Nos sistemas fortemente interagentes onde as teorias de campo médio e os métodos perturbativos usuais não são aplicáveis, as simulações são particularmente úteis.
Os sistemas de muitos corpos quânticos fortemente interagentes que temos investigado mais intensamente são os formados por átomos de hélio. Este sistema possui um interesse intrínseco. Ele não se solidifica nem mesmo no zero absoluto de temperatura sem aplicação de pressão externa. A baixas temperaturas apresenta superfluidez, a propriedade de poder escoar por pequenos orifícios praticamente sem viscosidade. Seu momento angular é quantizado em torno de vórtices. Não possui também resistência ao transporte de calor. Do ponto de vista teórico o interesse neste sistema é igualmente grande. Existindo dois isótopos estáveis, um obedecendo a estatística de Bose-Einstein e outro a de Fermi-Dirac, é possível estudar a importância relativa das mesmas nas propriedades do sistema. Sua carga total é nula, o que evita a necessidade de considerarmos interações de longo alcance. Além disto sua Hamiltoniana é relativamente simples já que não é necessário a inclusão de termos de spin e isospin.
A importância dos sistemas formados pelos átomos de hélio já foi reconhecida de muitas formas. Alguns dos principais protagonistas destas investigações receberam o prêmio Nobel. Em artigos recentes e bastante legíveis (Nobel Lectures) descrevem suas pesquísas e resultados: a descoberta da superfluidez no 3He, e a teoria associada a este fenômeno. Consulte também uma linha do tempo que inclue o fenômeno correlato da supercondutividade e que dá outras referências inclusive a respeito do 4He.