PRL: физики приблизились к разгадке возможного перезапуска Вселенной

Физики смоделировали квантовый процесс, который теоретически способен "переписать" Вселенную, изменив сами законы физики. Речь идет о распаде ложного вакуума — гипотетическом переходе пространства в более стабильное энергетическое состояние. Работа опубликована в Physical Review Letters (PRL).

Согласно современным представлениям, вакуум — это не пустота, а состояние квантовых полей с минимальной энергией.

Однако возможно существование еще более "глубокого" состояния — истинного вакуума. Если переход к нему произойдет, даже в небольшой области пространства может возникнуть пузырь новой фазы.

Такой пузырь будет стремительно расширяться почти со скоростью света. На его границе — своеобразном "фронте" — изменяются фундаментальные свойства материи: массы частиц, силы взаимодействия и сама структура атомов. Это не взрыв в привычном смысле, а радикальная трансформация: привычная физика перестает работать, а материя в известной форме существовать уже не может.

Международная команда исследователей смогла воспроизвести аналог этого процесса в лаборатории. Ученые использовали систему из атомов Ридберга — сильно возбужденных атомов с особыми квантовыми свойствами. Их расположили в виде кольца и с помощью лазеров создали два энергетических состояния, соответствующих ложному и истинному вакууму.

После этого система начала переходить в более стабильное состояние, имитируя образование и "рост" квантового пузыря. Наблюдения подтвердили ключевые предсказания квантовая теория поля: переход происходит через зарождение новой фазы, которая затем распространяется.

Исследователи подчеркивают, что эксперимент не несет угрозы и не означает, что подобный процесс может произойти в реальности.

Однако он дает ученым уникальный инструмент для изучения явлений на стыке квантовой физики и общей теории относительности.

В перспективе такие работы могут помочь лучше понять фундаментальное устройство Вселенной — и то, насколько она на самом деле стабильна.