A világegyetem sorsa veszélyben: egyetlen pillanat alatt minden megváltozhat
Az 1970-es években Sidney Coleman amerikai elméleti fizikus egy különös elmélettel állt elő, amely alapvetően megváltoztatta a világegyetemről alkotott képünket. Az elmélet szerint az univerzum jelenleg egy úgynevezett hamis vákuumban létezik, ami egy instabil állapotot jelent.
Coleman szerint ez a hamis vákuumállapot egy energiagödörben lévő metastabil szituáció, amelyet bármikor felválthat a valódi vákuum, amely a legalacsonyabb energiaállapotot képviseli. Ez az állapot a világegyetem számára a legstabilabb lenne.
Hamis Vákuum és Valódi Vákuum
A kvantumtérelmélet alapján a világegyetemben két egyensúlyi állapot létezhet, különböző energiasűrűségekkel. A nagyobb energiasűrűségű állapot azonban instabillá válik, amikor a potenciálgáton áthalad, hasonlóan a folyadékok forrásához: a hamis vákuum egy túlhevített folyadékhoz, míg a valódi vákuum a gőzállapothoz hasonlítható.
A termodinamikai elmélet szerint a folyadékfázisban keletkező párafázis buborékai a kvantumfluktuációknak köszönhetően alakulnak ki. Ezek a buborékok, ha elég nagyok, az univerzumon végigsöpörve átváltoztatják a hamis vákuumot valódi vákuummá, ami a világegyetem ismert struktúrájának végzetes megváltozásához vezet.
Kvantumszámítógépes Modellezés
Az Ausztriai Tudományos és Technológiai Intézet kutatói a Leedsi Egyetem és a Forschungszentrum Jülich együttműködésével kvantumszámítógépes modelleket használtak ennek a folyamatnak a vizsgálatára. A kísérletek során egy D-Wave által fejlesztett kvantum annealert alkalmaztak, amely 5564 qubitot használ, hogy szimulálja a hamis vákuum és valódi vákuum közötti átmenetet.
A kísérlet során megfigyelték, hogy a buborékok formálódása eltérő módon zajlik le. A nagyobb buborékok nem mindig nőnek folyamatosan, hanem gyakran "megfagynak", és csak más buborékokkal való kölcsönhatás után kezdenek aktívan növekedni. Ez az új megfigyelés új perspektívát ad a hamis vákuum dinamikájának megértéséhez.
Új Fizikai Kép a Hamis Vákuumról
Az új eredmények szerint a hamis vákuum dinamikája inkább egy heterogén gázhoz hasonlítható, ahol a nagyobb és nehezebb buborékok kölcsönhatásba lépnek egymással, miközben a kisebb buborékok szabadon mozognak. Ez az új mechanizmus eltér a korábbi elméletektől, amelyek inkább az elszigetelt kvantumos eseményekre és a klasszikus növekedési folyamatokra helyezték a hangsúlyt.
