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虛假的真空衰減會使您恐懼嗎?
圖片來源:kakteen/shutterstock.com
量子計算機有望改變科學的許多不同方面。他們可以解決即使是最強大的超級計算機也無法處理的問題。問題是這些仍然是一項正在進行的工作,他們還沒有為那場革命做好準備。但這並不意味著他們沒有具有科學影響的應用程序,其中之一與宇宙的盡頭有關。
“儘管[量子設備]仍在開發中,但非平凡的問題是找到一個合適的問題來研究它們。對於古典計算機而言,這有點困難,但同時又不是太困難了,因此這些設備仍然可以說出有用的話,然後才能完全優化,依此類推。”Zlatko Popic來自利茲大學,告訴Iflscience。
量子設備使用Qubits(量子位),從而使計算可以從經典的0和1位延伸。 Papic和他的小組使用了5,564 Qubit的量子退火器來模擬一維的假真空衰減,這是宇宙末尾的可能場景(如果我們是誠實的話,我絕對是我的最愛)。
在量子力學中,只有處於最低狀態(基態或真空)的領域才真正穩定。其餘的可以是可穩定的,這意味著它們看起來穩定,但是他們有可能腐爛到真正的穩定狀態。這被稱為假真空衰減。
例如,如果宇宙的希格斯領域不處於真空狀態,則可能會自發衰減。這將產生一個不斷擴展的宇宙泡沫,隨著宇宙的變化而改變宇宙,使我們的現實版本消失了。所有宇宙最終都會消失。
“關於真空衰減的一個重要問題確實是該過程如何發生?如果您能夠放大並像視頻一樣觀看它,那是什麼實際發生的?本文的主要目標是試圖了解這種基本機制是什麼。” Papic教授告訴Iflscience。
Papic將過程與超冷水中發生的有趣效果進行了比較,這在下面的視頻中可能會看到。水的溫度低於冰點,但只要不受干擾就可以保持液體。倒入或擊中它會導致其成核,然後液體變成固體。虛假的真空原理具有一些相似之處,但模擬表明,這個世界末日要復雜得多。
Papic告訴Iflscience:“我們沒有真正期待的一件事是,整個過程實際上比您可能會想像的要復雜得多,或者文獻中討論了什麼。” “您會得到這些大小不同的氣泡,它們的大小實際上會影響它們相互互動的方式。這些氣泡實際上是如何發展和碰撞等等,有一個非常複雜的過程。”
該團隊現在正計劃查看系統的二維版本,他們希望隨著技術的進步,他們也可以創建三維版本。他們之所以沒有立即在2D上開始,是因為他們仍然必須使用理論模型驗證結果。在2D中,您必須信任量子設備。
Papic教授解釋說:“現在我們有了這些新技術,人們確實有很多興奮,並且確實有機會回答了使用該技術的基本物理學的一些非常困難的問題。” “這個問題是一個很好的例子。我的意思是,它已經存在了半個世紀,這是一個很難用筆和紙回答的問題。但是有了這些新技術,我們可能有機會!”
有關這項工作的論文發表在期刊上自然物理學。