Новини науки

Наближаючись до температури абсолютного нуля, деякі квантові системи можуть формувати бульбашки, що викликає перехід зі стану хибного вакууму в стан істинного. Цей феномен міг відігравати важливу роль у зародженні Всесвіту після Великого вибуху. На прикладі феромагнітної надплинної рідини італійські фізики змогли вперше експериментально засвідчити розпад хибного вакууму у квантовому макроскопічному полі.

Деякі види квантових систем поряд зі справжніми вакуумними станами мають метастабільні, або помилкові вакуумні стани. Ці стани представляють різні конфігурації квантового поля, і воно може розпадатися з хибного стану в справжнє. Коли це відбувається, утворюються локалізовані макроскопічні регіони вакууму — бульбашки — оточені латками з хибного вакууму, розповідає Physics World.

«Такий механізм обговорювався раніше в космологічному контексті стабільності нашого Всесвіту, який може бути в стабільній або метастабільній конфігурації, — пояснив Габріеле Феррарі з Університету Тренто. — Справді, розпад вакууму може відігравати важливу роль у тому, як були створені у Великому вибуху простір, час та речовина».

Команда італійських фізиків використовувала вивчення розпаду помилкового вакууму в квантовій системі багатьох тіл атоми натрію з феромагнітним основним станом. Ці атоми були замкнені в оптичній пастці і охолоджені до температури трохи вище за абсолютний нуль, при якій вони утворюють феромагнітну надплинну рідину.

«Ми привели систему в метастабільний стан, в якому надплинна рідина поляризована в протилежному напрямку стосовно магнітного поля, що діє, — пояснив Джакомо Лампорезі, один з дослідників. — Через деякий час ми побачили, що система спонтанно утворює бульбашки в макроскопічних регіонах, орієнтованих магнітним полем».

Таким чином, вчені отримали перше експериментальне свідчення механізму розпаду хибного вакууму у макроскопічному квантовому полі. Отримані результати значною мірою збігаються із результатами розрахунків.