Ложный вакуум

Скалярное поле φ в состоянии ложного вакуума. Энергия E выше, чем в состоянии истинного вакуума (основное состояние), но потенциальный барьер препятствует переходу поля. Таким образом, переход возможен лишь при высокой энергии поля или путём квантовомеханического туннелирования

Ло́жный ва́куум (метастабильный вакуум[1]) — состояние в квантовой теории поля, которое не является состоянием с глобально минимальной энергией, а соответствует её локальному минимуму. Такое состояние стабильно в течение определённого времени (метастабильно), но может «туннелировать» в состояние истинного вакуума.

В одной из гипотез «раздувающейся Вселенной» из ложного вакуума вскоре после появления Вселенной могла образоваться не одна, а множество метагалактик (в том числе и наша)[2], в таком случае Большой взрыв — переход ложного вакуума в обычный[3].

Оценка времени жизни метастабильного вакуума в Стандартной модели для наблюдаемой Вселенной лежит в диапазоне от 1058 до 10241 лет ввиду неопределённостей в параметрах частиц, главным образом в массах топ-кварка и бозона Хиггса[4]

По теории, между зонами истинного и ложного вакуума должна быть промежуточная зона, в которой ложный вакуум становится истинным[5].

Есть гипотеза, что мы живём в ложном, а не истинном вакууме[6].

Стивен Хокинг утверждал, что эксперименты с бозоном Хиггса могут привести к переходу Вселенной из ложного вакуума в истинный[7].

22 января 2024 года группа учёных опубликовала результаты эксперимента по моделированию поведения системы в состоянии конденсата Бозе—Эйнштейна, которые были оценены как прогресс в изучении распада ложного вакуума[8][9][10].

Распад

[править | править код]

Согласно современной теории распад ложного вакуума сопровождается выделением колоссальной энергии. При благоприятных условиях пузырь истинного вакуума может расширяться со скоростью света, что гипотетически означает незаметное уничтожение вселенной в известной форме. Переход может быть спровоцирован как чрезмерно высокой энергией, так и спонтанным туннелированием.

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Слухи о смерти Вселенной сильно преувеличены. Дата обращения: 3 января 2024. Архивировано 3 января 2024 года.
  2. ↑ Е. Левитан. СКОЛЬКО ВСЕЛЕННЫХ ВО ВСЕЛЕННОЙ? Архивная копия от 8 ноября 2015 на Wayback Machine // Наука и жизнь. — 1999. — № 8.
  3. ↑ Много вселенных из ничего Павел Амнуэль «Наука и жизнь» № 9, 2017. Дата обращения: 19 декабря 2019. Архивировано 19 декабря 2019 года.
  4. ↑ Andreassen A., Frost W., Schwartz M. D. Scale-invariant instantons and the complete lifetime of the standard model (англ.) // Physical Review D. — 2018. — Vol. 97, iss. 5. — P. 056006. — doi:10.1103/PhysRevD.97.056006.
  5. ↑ Распад нестабильного вакуума. Дата обращения: 19 декабря 2019. Архивировано 19 декабря 2019 года.
  6. ↑ Нестабильность вакуума. Дата обращения: 4 февраля 2024. Архивировано 8 июня 2023 года.
  7. ↑ Стивен Хокинг: Опыты с «частицей бога» опасны для Вселенной. Дата обращения: 4 февраля 2024. Архивировано 4 февраля 2024 года.
  8. ↑ Впервые получены доказательства распада ложного вакуума. lenta.ru (24 января 2024). Дата обращения: 5 февраля 2024. Архивировано 31 января 2024 года.
  9. ↑ A. Zenesini, A. Berti, R. Cominotti, C. Rogora, I. G. Moss, T. P. Billam, I. Carusotto, G. Lamporesi, A. Recati, G. Ferrari. False vacuum decay via bubble formation in ferromagnetic superfluids (англ.) // Nature Physics. — 2024-01-22. — P. 1–6. — ISSN 1745-2481. — doi:10.1038/s41567-023-02345-4. Архивировано 27 января 2024 года.
  10. ↑ Первое экспериментальное доказательство распада ложного вакуума: что это значит для физики и космологии / Оффтопик / iXBT Live. iXBT Live (22 января 2024). Дата обращения: 24 января 2024. Архивировано 24 января 2024 года.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Ложный_вакуум&oldid=140638059