Рубрика: Физика
Прв експериментален доказ за најстрашниот начин на кој универзумот може да заврши
Објавено на 26.01.2024 - 13:45

Од многуте алтернативни начини на кои универзумот може да заврши, ништо не е толку страшно како „лажно распаѓање во вакуум“. Ова сценарио се заснова на идејата дека основното поле во универзумот, Хигсовото поле, не се наоѓа во најниската можна состојба. Под тој „лажен“ стабилен регион, нашиот универзум пораснал. Полето може спонтано да скокне кон постабилна вредност, создавајќи празен простор т.н. меур, што ја брише целата реалност.

За Хигсовото поле, кое дава маса на сè, не се знае доволно за да може да се претпостави колку е веројатно ваквото сценарио. Лажното распаѓање во вакуум се случува кога нестабилната состојба се претвора во вистинска стабилна состојба, иако генерално, многу нешта за тоа како ова формирање на меури функционира и не ги разбираме, особено експериментално. Но сега, една група од италијански експериментатори и британски теоретичари го создаде првиот експериментален доказ за распаѓање во вакуум.

Се смета дека вакуумското распаѓање игра централна улога во создавањето на просторот, времето и материјата во Големата експлозија [Биг-бенгот], но досега немаше експериментален тест“, вели Јан Мос (Ian Moss), професор по теоретска космологија на Универзитетот во Њукасл. „Во физиката на честички, вакуумското распаѓање на Хигсовиот бозон би ги променило законите на физиката, создавајќи нешто кое е опишано како ‘последната еколошка катастрофа’“.

За првпат научниците го забележаа формирањето на меурчиња во контролиран атомски систем. Аналогната поставеност што била користена за сценариото за лажно вакуумско распаѓање се состоела од суперизладена пареа додведена до температура помала од еден милионити дел од степенот од апсолутната нула. Ова е метастабилна состојба, што значи дека таа не ја претставува најстабилната конфигурација, но може да остане таква неодредено време. Ова можете да си го претставите како мала долина на страната од еден рид. Пониската енергетска состојба е на дното, но и мала вдлабнатина на страната од ридот може некое време да функционира како таква.

Визуелен приказ на средното поле ("малата долина") , ефектот на квантно тунелирање и создавање на вакуумски меури. Подетален опис во оригиналниот труд Слика: Nature Physics

Во квантната механика, нештата дури и не мора да примат дополнителна енергија за да излезат од малата долина. Тие можат едноставно да тунелираат и да се распаѓаат до најниската енергетска состојба. Во аналогното поставување, термичките ефекти функционираат слично, што доведува до формирање на меур. Меурот се шири и го води системот кон неговата најниска енергетска состојба, слична на вистинскиот вакуум.

Целта на тимот е да ја намалува температурата на системот сè поблиску и поблиску до апсолутната нула. Под тие услови, термичките ефекти ќе станат помалку релевантни, но треба да се појават квантните ефекти, давајќи попрецизен аналог на лажното вакуумско распаѓање.

Студијата е објавена во Nature Physics.

Клучни зборови:
Визуелен приказ на средното поле ('малата долина') и ефектот на квантно тунелирање.

Визуелен приказ на средното поле ('малата долина') и ефектот на квантно тунелирање. Подетален опис во оригиналниот труд Слика: Nature Physics