在纽卡斯尔大学的理论支持下,在意大利进行的一项实验首次产生了真空衰变的实验证据。在量子场论中,当不太稳定的状态转变为真正的稳定状态时,称为“假真空衰变”。这是通过产生局部小气泡来实现的。虽然现有的理论工作可以预测这种气泡形成的频率,但还没有太多的实验证据。

新研究揭示了一种称为假真空衰变的现象

现在,由纽卡斯尔大学科学家组成的国际研究小组首次观察到这些气泡在精心控制的原子系统中形成。该研究结果发表在《自然物理学》杂志上,提供了量子系统中通过假真空衰变形成气泡的实验证据。

结果得到了理论模拟和数值模型的支持,证实了衰变及其热激活的量子场起源,为原子系统中非平衡量子场现象的模拟开辟了道路。

该实验使用温度从绝对零开始低于微开尔文的过冷气体。在这个温度下,随着真空衰变,气泡会出现,纽卡斯尔大学教授伊恩·莫斯和汤姆·比拉姆博士能够最终证明这些气泡是热激活真空衰变的结果。

纽卡斯尔大学数学、统计和物理学院理论宇宙学教授伊恩·莫斯(IanMoss)表示:“真空衰变被认为在大爆炸中空间、时间和物质的创造中发挥着核心作用,但迄今为止,没有实验测试。在粒子物理学中,希格斯玻色子的真空衰变会改变物理定律,产生所谓的“终极生态灾难”。

应用数学/量子高级讲师TomBillam博士补充道:“利用超冷原子实验的力量来模拟其他系统(在本例中是早期宇宙本身)中的量子物理模拟,是一个非常令人兴奋的研究领域。片刻。”

这项研究为理解早期宇宙以及铁磁量子相变开辟了新途径。

这个开创性的实验只是探索真空衰变的第一步。最终目标是找到绝对零温度下的真空衰变,该过程纯粹由量子真空涨落驱动。作为国家合作QSimFP的一部分,纽卡斯尔支持的剑桥实验旨在实现这一目标。