Kansainvälisen tiimin toteuttama tutkimus tutkii hypoteesia, jonka mukaan nykyinen universumimme voisi olla tilassa, jota kutsutaan "vale tyhjöksi", ja jolla on romahduspotentiaali "todelliseen tyhjöön". Tutkijat simuloivat tätä ilmiötä kvanttisimulaattorin avulla, tarjoten ainutlaatuisen näkymän näihin prosesseihin.
Mitä on vale tyhjön hajoaminen?
Vale tyhjön hajoaminen on teoreettinen käsite kvanttimekaniikassa, joka ehdottaa, että universumi, jossa elämme, voisi olla metastabiili, niin kutsuttu vale tyhjö. Tämä tila, vaikka se vaikuttaa vakaalta, voisi siirtyä vakaampaan tilaan, eli todelliseen tyhjöön, muuttaen näin fysiikan lakeja, perusvakioita ja alkeishiukkasia.
Tämä prosessi edellyttäisi todellisen tyhjön kuplien hetkellistä muodostumista, jotka laajenisivat valon nopeudella koko universumiin, muuttaen sen rakennetta. Vaikka tätä skenaariota pidetään erittäin epätodennäköisenä lyhyellä aikavälillä, se tarjoaa kehyksen kvanttivaihe-siirtymien ymmärtämiseen.
Tulokset, jotka on julkaistu Nature Physics -lehdessä, paljastavat, kuinka todellisia tyhjökuplia voi muodostua ja vuorovaikuttaa vale tyhjössä. Nämä havainnot ovat ratkaisevia kvanttivaihe-siirtymien ymmärtämiseksi, samankaltaisia kuin ne, jotka saattoivat tapahtua pian suuren räjähdyksen jälkeen.
Professori Zlatko Papicin johtama tiimi on tuonut esiin vuorovaikutuksen todellisten tyhjökuplien kanssa. Nämä vuorovaikutukset voisivat selittää, kuinka suuria kosmisia siirtymiä on voinut tapahtua alkuaikojen universumissa. Tutkijat korostavat myös näiden tutkimusten merkitystä kvantti-teknologioiden kehittämisessä.
Tämä tutkimus merkitsee merkittävää vaihetta kvanttitietokoneiden käytössä perusfysikaalisten ilmiöiden tutkimiseen. Tieteilijät toivovat, että nämä työkalut auttavat ratkaisemaan muita universumin arvoituksia, kuten pimeän aineen luonteen tai tumman energian alkuperän. Näiden löytöjen vaikutukset ulottuvat hyvin pitkälle kosmologian ulkopuolelle.
Tutkijat aikovat nyt laajentaa simulaatioitaan kolmiulotteisiin malleihin, mikä voisi tarjota vielä syvempää ymmärrystä universumissa vaikuttavista mekanismeista. Nämä edistysaskeleet voisivat myös tuottaa käytännön sovelluksia, erityisesti kvanttitietojenkäsittelyssä ja suprajohtavissa materiaaleissa.