纽卡斯尔大学的科学家们作为一个国际团队的一员，通过提供真空衰变的第一个实验证据，取得了一项突破性的发现。这一成就对于理解早期宇宙和基础物理学至关重要，它是在接近绝对零度的过冷气体中观察到的，为量子场现象的进一步研究奠定了基础。
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提供了真空衰变的实验证据。
在量子场论中，当一个不太稳定的状态转变为真正的稳定状态时，它被称为“假真空衰变”。这是通过产生局部的小气泡来实现的。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。现在，包括纽卡斯尔大学科学家在内的一个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，为量子系统中通过假真空衰变形成气泡提供了实验证据。
实验方法与结果
这一发现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，为模拟原子系统中的非平衡量子场现象开辟了道路。
该实验使用了一种温度低于绝对零度(百万分之一度)的过冷气体。在这个温度下，气泡随着真空衰变而出现，纽卡斯尔大学的伊恩·莫斯教授和汤姆·比拉姆博士能够确凿地证明这些气泡是热激活真空衰变的结果。
对理论物理和未来研究的影响
纽卡斯尔大学数学、统计和物理学院的理论宇宙学教授伊恩·莫斯说:“真空衰减被认为在大爆炸中空间、时间和物质的产生中起着核心作用，但到目前为止还没有实验测试。”在粒子物理学中，希格斯玻色子的真空衰变将改变物理定律，产生被称为‘终极生态灾难’的现象。”
应用数学/量子高级讲师Tom Billam博士补充说:“利用超冷原子实验的力量来模拟其他系统中的量子物理——在这种情况下，是早期宇宙本身——目前是一个非常令人兴奋的研究领域。”
这项研究为理解早期宇宙以及铁磁量子相变开辟了新的途径。
这个开创性的实验只是探索真空衰变的第一步。最终的目标是找到绝对零度下的真空衰减，这个过程完全是由量子真空波动驱动的。在剑桥进行的一项实验，作为国家合作项目QSimFP的一部分，得到了纽卡斯尔的支持，旨在做到这一点。
参考文献:“铁磁超流体中通过气泡形成的假真空衰变”，作者:A. Zenesini, A. Berti, R. Cominotti, C. Rogora, I. G. Moss, T. P. Billam, I. Carusotto, G. Lamporesi, A. Recati和G. Ferrari, 2024年1月22日，《自然物理》。DOI: 10.1038 / s41567 - 023 - 02345 - 4
分享 推特 REDDIT 电子邮件 分享更多关于sciitechdaily
技术
空间
地球
科学
空间
技术
空间
技术
