Kosmisen palapelin simulointia

Fyysikot ovat suorittaneet simulaation, jonka he sanovat tuovan uutta valoa vaikeasti havaittavalle ilmiölle, joka voi määrittää maailmankaikkeuden lopullisen kohtalon?

Kvanttikenttäteorian uraauurtava tutkimus noin 50 vuotta sitten ehdotti, että maailmankaikkeus saattaa jäädä vääränlaiseen tyhjiöön – mikä tarkoittaa, että se näyttää vakaalta, mutta itse asiassa saattaa olla siirtymässä vielä vakaampaan, todelliseen tyhjiötilaan.

Vaikka tämä prosessi voi laukaista katastrofaalisen muutoksen universumin rakenteessa, asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että aikajanan ennustaminen on haastavaa, mutta se tapahtuu todennäköisesti tähtitieteellisesti pitkän ajanjakson aikana, mahdollisesti miljoonien vuosien aikana. (toivottavasti)

Paperin johtava kirjoittaja, Leedsin fysiikan ja tähtitieteen koulun teoreettisen fysiikan professori, Zlatko Papic, sanoi: "Puhumme prosessista, jossa maailmankaikkeus muuttaisi täysin rakennettaan. Perusvakiot voivat muuttua välittömästi ja maailma sellaisena kuin me sen tunnemme, romahtaa kuin korttitalo.

Tutkijat eivät nyt ryhtyneet simuloimaan maailmamme romahdusta eli pyrkivät tässä vaiheessa vain ymmärtämään väärän tyhjiöhajoamisen keskeistä arvoitusta – sen taustalla olevaa mekanismia.

He käyttivät siihen D-Wave Quantumin 5 564 kubitin kvanttiannealaaria ratkaisemaan monimutkaisia optimointiongelmia – joihin kuuluu parhaan ratkaisun löytäminen mahdollisista ratkaisuista.

Kokeeseen sisältyi 5 564 kubitin sijoittaminen tiettyihin konfiguraatioihin, jotka edustavat väärää tyhjiötä. Ohjaamalla järjestelmää huolellisesti tutkijat voivat laukaista siirtymisen väärästä tyhjiöstä todelliseen tyhjiöön, mikä heijastaa kuplien muodostumista väärän tyhjiöhajoamisteorian mukaisesti. Tutkimuksessa käytettiin yksiulotteista mallia, mutta 3D-versioiden tutkimisen uskotaan olevan mahdollisia samalla laitteistolla.

Professori Papic sanoi: "Yritämme kehittää järjestelmiä, joissa voimme suorittaa yksinkertaisia kokeita tällaisten asioiden tutkimiseksi. Näiden universumissa tapahtuvien prosessien aikaskaalat ovat valtavat, mutta anneallaarilaitteen avulla voimme tarkkailla niitä reaaliajassa, jotta voimme todella nähdä mitä tapahtuu."

"Tämä on jännittävä työ (todellakin), joka yhdistää huippuluokan kvanttisimulaation syvän teoreettisen fysiikan kanssa, osoittaa, kuinka lähellä olemme joidenkin maailmankaikkeuden suurimpien mysteereiden ratkaisemisessa."

Löydökset osoittavat, että universumin alkuperän ja kohtalon ymmärtäminen ei aina vaadi useiden miljoonien puntien arvoisia kokeita erityisissä korkean energian laitoksissa, kuten CERNin suuressa hadronitörmäyttimessä.

Professori Papic lisäsi: "On jännittävää, että meillä on nämä uudet työkalut, jotka voisivat toimia tehokkaasti pöytätason "laboratoriona" auttaessaan ymmärtämään universumin perusdynaamisia prosesseja."

Aiheesta aiemmin:

Kvanttiannealaari parantaa ymmärrystä kvanttimonikehojärjestelmistä