Ученые впервые увидели, как кипит вакуум

Международная группа ученых из Германии, Великобритании и Швейцарии получила первые экспериментальные свидетельства распада ложного вакуума, — сообщает журнал Nature Physics. Это событие может иметь важные последствия для понимания фундаментальных законов физики и развития новых технологий.

Ложный и истинный вакуум

Ложным вакуумом называется особое низкоэнергетическое состояние квантового поля, которое является относительно стабильным, но может перейти в состояние с еще более низкой энергией, называемое истинным вакуумом. Переход между ложным и истинным вакуумом может происходить через квантово-механическое туннелирование, которое является маловероятным событием из-за необходимости преодолеть высокоэнергетический барьер, но может происходить с течением времени.

Yеобычный эксперимент

В эксперименте, проведенном учеными, был использован переохлажденный газ из изотопов натрия-23, обладающий свойством сверхтекучести. Ложный и истинный вакуум в эксперименте представляли собой локальный и глобальный минимумы энергии ферромагнитного атомного конденсата Бозе-Эйнштейна. Так называют особое состояние материи, которая охлаждена почти до абсолютного нуля.

Ученые смогли наблюдать, как в результате туннелирования в ложном вакууме образуются небольшие пузырьки истинного вакуума. Эти пузырьки растут и в конечном итоге коллапсируют, возвращаясь в ложный вакуум. Все это несколько напоминает «кипение» жидкости.

В целом результаты наблюдений подтвердили существующие математические модели и в очередной раз доказали правильность теории относительности Эйнштейна.