Все физические системы природы стремятся достичь состояния с минимальной энергией. Полвека назад исследователи квантовой теории поля выдвинули интригующую гипотезу о том, что наша Вселенная пребывает в метастабильном состоянии ложного вакуума, который может перейти в более стабильное состояние истинного вакуума. Такой переход способен привести к фундаментальной трансформации всех известных законов физики.
Несмотря на потенциально масштабные последствия подобного перехода, научное сообщество придерживается оптимистичного взгляда на временные рамки этого явления. Специалисты полагают, что такой процесс может занять колоссальный период, исчисляемый миллионами лет, что дает человечеству огромный запас времени для дальнейших исследований.
Группа международных исследователей совершила прорыв в изучении механизма трансформации ложного вакуума в истинный. Эти процессы могут пролить свет на события, сопровождавшие Большой взрыв и последующее формирование Вселенной. Результаты этого новаторского исследования были представлены в престижном научном издании Nature Physics.
Для проведения эксперимента использовался инновационный квантовый компьютер с впечатляющим количеством кубитов — 5564. Специальное устройство — квантовый отжигатель, созданный компанией D-Wave Quantum Inc., позволяет решать сложнейшие оптимизационные задачи. С помощью этого уникального оборудования ученые успешно смоделировали поведение пузырьков истинного вакуума внутри ложного.
В теоретической модели Вселенной эти пузырьки демонстрируют поведение, аналогичное образованию капель в охлажденном водяном паре. Они способны существовать независимо или объединяться в более крупные образования. Исследователи предполагают, что именно взаимодействие и распространение таких пузырьков может инициировать полную трансформацию ложного вакуума.
Благодаря квантовому отжигателю удалось наблюдать удивительную динамику пузырьков — их зарождение, развитие и взаимное влияние в режиме реального времени. Наблюдения выявили сложную систему взаимодействий, включая любопытный эффект воздействия малых пузырьков на более крупные формации.
Научный коллектив подчеркивает значимость полученных результатов для понимания ранних этапов развития Вселенной после Большого взрыва. Мощный квантовый отжигатель открыл новые горизонты в исследовании сложных неравновесных квантовых систем и фазовых переходов, которые ранее с трудом поддавались изучению классическими методами.
Исследователи с воодушевлением отмечают, что их работа не только расширяет границы понимания квантовой динамики, но и открывает захватывающие перспективы развития квантовых вычислений. Это достижение приближает нас к разгадке фундаментальных тайн устройства Вселенной и демонстрирует невероятный потенциал современной науки.
Источник: naked-science.ru
