Группа итальянских физиков при поддержке специалистов из университета Ньюкасла провела эксперимент с ложным вакуумом в ферромагнитной сверхтекучей жидкости, в ходе которого удалось зафиксировать его распад. Результаты эксперимента полностью совпали с проведенными ранее теоретическими расчетами. Основным доказательством эксперимента является то, что распад ложного вакуума действительно возможен.
Что такое ложный вакуум
Данное понятие относится к квантовой теории поля и означает относительное, но не самое стабильное состояние вакуума, называемое также метастабильным. В таком состоянии вакуум может находиться сколько угодно долго. Но, в результате квантово-вакуумных флуктуаций, возможен также и его переход в истинное стабильное состояние. Такой процесс называется распадом ложного вакуума. Теория предполагает и наиболее возможный сценарий такого распада во вселенной – это если бы в любой точке вселенной появилась бы область с истинно стабильным вакуумом, а затем распространилась на все пространство.
Истинный вакуум означает, что его поля содержат наименьшую энергию. Весь вопрос лишь в том, какова степень минимально возможного содержания энергии. И вакуум считается истинным ровно до тех пор, пока произошедший распад не изменит его энергию, и не станет понятно, что предыдущее состояние было ложным. Но констатировать сей факт, скорее всего, будет некому, поскольку такой переход закончится трагически. Считается, что если где-либо возникнет пусть даже мельчайший пузырек истинного вакуума, то явление будет распространяться по всей вселенной с выделением энергии и огромной скоростью, разрушая все вокруг на уровне атомов.
Как проводился эксперимент
Почему же не произошло апокалипсиса во время эксперимента? Дел в том, что ученые провели фактически не распад ложного вакуума как таковой, им удалось создать имитацию похожей ситуации. Работа проводилась с переохлажденным газом изотопа натрия-23. Степень охлаждения доводилась до перехода газа в состояние конденсата Бозе-Эйнштейна, почти абсолютного нуля по Кельвину. Благодаря этому газ приобретает особые свойства: он крайне неустойчив и стремится превратиться в жидкость, подобно тому, как ложный вакуум стремится перейти в истинное значение. Сначала зарождается незначительный пузырек жидкости, который расширяется и поглощает весь газ. Именно так, согласно теории, должен происходить распад ложного вакуума.
Интересно, что конденсат Бозе-Энштейна применяется в подобных экспериментах не впервые. Группа ученых с помощью охлажденного газа проводила несколькими годами раньше имитацию раннего расширения вселенной. Эксперимент не касался вакуума, но также был связан с решением глобальных задач.
Практическое значение для науки
В свете последнего открытия, если окажется, что вакуум бозона Хиггса нестабилен, то изменения могут коснуться фундаментальных констант и даже законов природы. Доказательство распада ложного вакуума может оказать существенное влияние не только на физику, но и астрономию. Возможно, данное свойство ответственно за большой взрыв, породивший нашу вселенную.
Результат эксперимента открывает возможности для последующего изучения сложных квантово-полевых явлений в нестабильных сверххолодных атомных газах. В планах ученых также другие эксперименты с квантовыми флуктуациями в условиях абсолютного нуля.
Итак, получена новая теория относительно одного из аспектов нашего бытия. Как и многие другие, при определенных условиях она грозит настоящим Армагеддоном. Но стоит ли опасаться новой угрозы? Вероятность того, что вакуум вдруг захочет выйти на новый минимум, ничтожна. А если это и произойдет, то не раньше, чем погаснет солнце и большинство звезд. Тем более что любая теория имеет свойство работать в определенных границах. Недаром теоретики давно мечтают о новой физике, выходящей за пределы стандартной модели и способной давать сравнительные характеристики несравнимым ныне явлениям.
Друзья! Познавательным каналам очень сложно выживать в ленте среди политической повестки и звезд шоу-бизнеса.😔 Сделайте свой маленький вклад в научное просвещение граждан, поставьте палец вверх👍 и подпишитесь на наш канал. Спасибо🥰