Исследователи из Европы впервые использовали квантовый симулятор, который является одной из разновидностей аналогового квантового компьютера, чтобы предсказать, как завершится существование Вселенной, если мы живём не в реальном, а в так называемом «ложном вакууме». Об этом сообщила пресс-служба британского Университета Лидса.
«Мы получили инновационный инструмент, который позволяет изучать фундаментальные процессы, происходящие во Вселенной, как если бы они происходили в нашей лаборатории. Временные масштабы этих процессов огромны, но квантовые симуляторы позволяют нам наблюдать за ними в режиме реального времени и увидеть, что произойдёт с Вселенной», — пояснил профессор Университета Лидса (Великобритания) Златко Папич, чьи слова приводятся в пресс-релизе университета.
Исследователи отмечают, что одним из возможных последствий существования поля и бозонов Хиггса является то, что мы живём не в реальном, а в так называемом «ложном вакууме». Он почти так же стабилен, как и настоящий вакуум, но в этом случае самое низкое энергетическое состояние, в котором могут находиться частицы в нашем мире, не равно нулю, а имеет другое значение. Ниже этого порога энергия частиц не может опуститься, если «ложный вакуум» сохраняет стабильность.
Учёных давно интересует поведение «ложного вакуума», поскольку от его свойств зависит существование параллельных миров и возможность внезапного разрушения Вселенной из-за распада «ложного вакуума». Предполагается, что нечто подобное может произойти в далёком будущем внутри сверхмассивных чёрных дыр, но проверить это предположение учёные не могли до недавнего времени.
Три года назад британские учёные обнаружили в ходе экспериментов с облаками атомов рубидия-87, что такой конец Вселенной можно смоделировать с помощью квантовых симуляторов, содержащих несколько тысяч кубитов — квантовых ячеек памяти. Эта идея вдохновила исследователей провести аналогичный эксперимент на 5500-кубитном устройстве Advantage, созданном канадским квантовым стартапом D-Wave.
С помощью этого квантового симулятора учёные проследили, как и при каких условиях возникают «пузыри» из реального вакуума в «ложном вакууме». Расчёты показали, что такие структуры не могут быстро появляться и расти в изоляции — для этого им необходимо взаимодействовать с соседними «пузырями» из реального или «ложного вакуума». Понимание этого, как надеются учёные, расширит представления космологов о возможном конце Вселенной и процессах, которые могли происходить на самых ранних этапах её существования.