Fizicienii au simulat un proces cuantic care ar putea distruge Universul

Fizicienii au simulat un proces cuantic care ar putea distruge Universul. Deși Universul nostru pare stabil, este posibil ca această stabilitate să fie doar temporară, o stare aparent liniștită care s-ar putea destrăma într-o clipă.

În mod obișnuit, considerăm vidul drept starea cu cea mai mică energie a Universului. Totuși, există posibilitatea să existe o stare și mai stabilă, cu energie și mai redusă.

• De ce femeile ar trebui să fie mai dure dacă vor să-și protejeze sănătatea?
• Un fenomen mai puțin cunoscut a amplificat forța tsunamiului care a lovit Japonia în 2011

Teoretic, dacă o regiune din spațiu ar trece în această stare, ea s-ar putea extinde cu viteza luminii, transformând complet legile fizicii pe măsură ce avansează.

Acest fenomen poartă numele de „dezintegrarea vidului fals” (false vacuum decay), unul dintre cele mai neliniștitoare concepte din teoria cuantică. Recent, o echipă de cercetători de la Tsinghua University (China) a reușit să simuleze acest proces în laborator.

De ce au simulat cercetătorii un proces cuantic care ar putea distruge Universul?

Oamenii de știință au simulat un proces cuantic care ar putea distruge Universul. De ce au făcut acest lucru? Pentru că, dincolo de scenariile extreme în care ar putea distruge Universul, fenomenul se află la intersecția dintre teoria cuantică și relativitate, două cadre fundamentale ale fizicii care încă nu sunt pe deplin reconciliate.

Relativitatea descrie excelent Universul la scară mare și la viteze ridicate, dar nu funcționează la nivelul particulelor subatomice. Acolo intervine teoria câmpurilor cuantice, care explică interacțiunile dintre particule și câmpuri. Problema este că, în condiții extreme, cele două teorii se suprapun, iar descrierea devine dificilă.

Potrivit teoriei câmpurilor cuantice, nu există un vid perfect. Ceea ce numim „vid” este doar starea de energie minimă a unui câmp cuantic. Dacă acest „peisaj energetic” are mai multe puncte joase, unele dintre ele pot reprezenta „viduri false”, care pot trece într-o stare și mai stabilă, „vidul real”.

O analogie utilă este cea a unor lacuri de diferite adâncimi: dacă apare o „fisură” la baza unuia, apa se va scurge într-un bazin mai adânc. În cazul Universului, însă, nu ar fi vorba de apă, ci de o regiune a spațiului care își schimbă starea, formând o „bulă”.

Dacă această bulă depășește o dimensiune critică, ea se extinde rapid, aproape cu viteza luminii, transformând tot ce întâlnește, explică ScienceAlert.

Procesul începe ca un fenomen cuantic (tranziția inițială), dar consecințele se manifestă la scară cosmică, motiv pentru care sunt necesare atât teoria cuantică, cât și relativitatea pentru a-l descrie.

Experimentul confirmă modelele teoretice existente

În experiment, cercetătorii nu au manipulat efectiv vidul, ci au folosit un sistem analog: un inel de atomi Rydberg. Aceștia sunt atomi excitați energetic, mult mai mari decât cei obișnuiți și cu electroni slab legați, ceea ce îi face ideali pentru experimente.

Atomii au fost aranjați într-un inel și excitați cu lasere, creând două stări energetice distincte, echivalentele vidului fals și celui real. Sistemul a evoluat apoi către starea mai stabilă, într-un mod similar cu predicțiile teoretice despre formarea unei „bule cuantice”.

Experimentul nu demonstrează direct cum ar avea loc dezintegrarea vidului fals în Univers, dar confirmă modelele teoretice existente.

Mai important, oferă un nou cadru experimental pentru studierea zonei de intersecție dintre fizica cuantică și relativitate, unul dintre cele mai mari mistere ale fizicii moderne.

Poate că, într-o zi, astfel de cercetări vor clarifica și cât de real este riscul ca Universul nostru să se transforme brusc în ceva complet diferit.

Studiul a fost publicat în revista Physical Review Letters.

Vă recomandăm să citiți și:

O ultimă „suflare” de la cometa interstelară 3I/ATLAS pe măsură ce iese din Sistemul Solar

În 1984, un astronaut NASA a zburat nelegat pentru a captura un satelit. De ce a fost nevoie de această manevră extremă?

După moartea lui Neil Armstrong, soția lui a găsit ce a adus de pe Lună fără să spună nimănui

Ceva ascuns adânc sub suprafața exoplanetelor le-ar putea proteja de radiația cosmică