Wyobraź sobie, że cały nasz świat to tylko złudzenie stabilności – spokojne jezioro, które w jednej chwili może zostać zassane przez niewidzialną dziurę w dnie. Nie chodzi o asteroidę czy zmianę klimatu, a o proces ukryty w fundamentach rzeczywistości, znany jako rozpad fałszywej próżni. Właśnie teraz zespół fizyków z Chin dokonał czegoś, co jeszcze niedawno wydawało się czystą fantastyką naukową: przeprowadzili symulację tego kataklizmu w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.
Czym jest „fałszywa próżnia”?
W fizyce kwantowej próżnia nie jest „niczym”. To niski stan energetyczny pola. Jeśli jednak istnieje stan o jeszcze niższej energii, gdzieś głęboko pod naszym obecnym poziomem, oznaczałoby to, że żyjemy w tak zwanej fałszywej próżni.
Gdyby w jakimkolwiek punkcie wszechświata doszło do „przeskoku” w ten głębszy, bardziej stabilny stan, skutki byłyby ostateczne. Powstałby bąbel nowej fizyki, który rozszerzałby się z prędkością światła, niszcząc wszystko, co napotka na drodze. Zmieniłby on reguły rządzące atomami i materią w mgnieniu oka.
Dlaczego fizycy bawią się w „koniec świata”?
Możesz zapytać: po co w ogóle to badać, skoro brzmi to jak scenariusz horroru? Odpowiedź tkwi w największym problemie współczesnej fizyki – braku porozumienia między teorią względności Einsteina a mechaniką kwantową.
- Teoria względności świetnie opisuje wielkie skale: galaktyki i planety.
- Mechanika kwantowa zarządza światem subatomowym.
- W skrajnych warunkach obie te teorie zawodzą, gdy próbujemy je połączyć.
Rozpad fałszywej próżni to punkt styku obu tych światów. To właśnie tam dzieją się rzeczy, których nie potrafimy jeszcze matematycznie opisać. Badając ten proces, naukowcy szukają „brakującego ogniwa” w naszym rozumieniu wszechświata.
Symulacja przy użyciu atomów
Zamiast ryzykować stabilność rzeczywistości, badacze z Uniwersytetu Tsinghua wykorzystali tzw. atomy Rydberga. To atomy napompowane energią, które zachowują się w niezwykle „chaotyczny” i przesadny sposób. Ułożono je w pierścień i potraktowano laserami tak, by stworzyć układ o dwóch różnych stanach energii. Jeden z nich udawał fałszywą próżnię.
Czego się dowiedzieliśmy? Eksperyment potwierdził teoretyczne przewidywania dotyczące tego, jak tworzą się tzw. kwantowe bąble stabilności.
Jak to wykorzystać w życiu?
Choć brzmi to abstrakcyjnie, to badanie jest jak budowa „filtra do kawy” dla nauki – pozwala oddzielić nieistotne szumy od kluczowej wiedzy o naturze rzeczywistości. Dzięki zrozumieniu procesów tunelowania kwantowego, w przyszłości możemy lepiej projektować komputery kwantowe, które wyprzedzą dzisiejsze technologie o lata świetlne.
Czy powinniśmy się martwić, że jutro obudzimy się w innym wszechświecie? Na razie naukowcy studzą emocje. To system laboratoryjny, a nie dowód na katastrofę. Czy uważacie, że fizycy powinni prowadzić tego typu eksperymenty, czy jest to igranie z ogniem, którego nie rozumiemy?
