Американският поет Робърт Фрост някога размишлява върху това, кой вариант на края на света би бил най-предпочитан: огън или лед. В света на квантовата механика обаче се разглежда още по-странна и по-страшна развръзка - квантов процес, известен като „фалшив разпад на вакуума“.

Предложена за пръв път от физика теоретик Сидни Колман през 1977 г., тази идея предполага, че Вселената може да се намира в капан на фалшив вакуум, което означава, че тя изглежда стабилна, но може да премине в състояние на истински вакуум по всяко време. Този преход би променил из основи структурата на Вселената, образувайки космически мехури, които променят Вселената, когато се увеличават. По същество познатата ни Вселена ще изчезне.

Отчитайки екзистенциалната заплаха от „фалшиво вакуумно разпадане“, екип от международни учени, ръководен от експерти от Университета в Лийдс, Великобритания, използва квантова машина, за да симулира създаването на тези космически мехури по време на тяхното формиране. Докато това изследване придвижва напред разбирането ни за квантовата динамика, то едновременно с това служи като пример за изследователските приложения на нововъзникващите квантови компютри.

„Говорим за процес, при който Вселената би променила напълно своята структура“, казва Златко Папич, водещ автор на изследването от Университета в Лийдс, в изявление за пресата. „Фундаменталните константи биха могли да се променят мигновено и светът, какъвто го познаваме, би се срутил с лекота. Това, от което наистина се нуждаем, са контролирани експерименти, за да наблюдаваме този процес и да определим неговите времеви мащаби.“

Въпреки че учените са знаели за фалшивия разпад на вакуума, те не са разбирали напълно неговия механизъм. За да отговорят на този въпрос, те се обърнаха към 5564-битов квантов компютър, конструиран от D-Wave Quantum Inc. Екипът обяснява, че мехурчетата се държат подобно на мехурчетата, които се образуват във водни пари, охладени отвъд точката на оросяване. С помощта на квантовото отгряване учените са успели да наблюдават поведението на тези мехурчета и как те се образуват, взаимодействат и нарастват с течение на времето в едноизмерен модел.

„Този феномен е сравним с влакче в увеселителен парк, което има няколко спускания по траекторията си, но само едно „истинско“ най-ниско състояние, на нивото на земята“, казва Жан-Ив Дезол, съавтор на изследването, в изявление за пресата. „Ако случаят наистина е такъв, квантовата механика би позволила на Вселената в крайна сметка да се тунелира към най-ниското енергийно състояние, или „истинския“ вакуум, и този процес би довел до катаклизъм в световен мащаб.“

За щастие тази промяна няма да настъпи за една нощ и вероятно ще отнеме неизброими милиони години - ако изобщо може да се случи. Така, макар че предчувствието на Фрост за последните дни на света е много по-вероятно, отколкото смъртта да е причинена от някаква универсална квантова шега, способността да се симулират космическите мехури, образувани от „разпадането на фалшивия вакуум“, предлага кратък, мощен поглед към това, което квантовите компютри могат да направят в света на научните изследвания.

„Опитваме се да разработим системи, с които да можем да провеждаме прости експерименти за изучаване на такива неща“, казва Папич в изявление за пресата. „Времевите мащаби на тези процеси, протичащи във Вселената, са огромни, но използването на подобна симулация ни позволява да ги наблюдаваме в реално време, така че всъщност да видим какво се случва.“

Снимка: Unsplash

Виж още: Светлинното платно може да позволи междузвездни пътувания с невиждани досега скорости