I fisici hanno simulato un processo quantistico che potrebbe porre fine all’universo

Simulazione del decadimento del falso vuoto: la fine dell'universo testata in laboratorio

Un falso vuoto potrebbe decadere da un momento all’altro, innescando una bolla di energia che si espande alla velocità della luce e riscrive istantaneamente le leggi della fisica. Tom Billam, ricercatore dell’Università di Newcastle, ha coordinato un esperimento che per la prima volta ha portato questo scenario apocalittico fuori dalle lavagne dei teorici per osservarlo in un ambiente controllato. Attraverso l’uso di gas atomici ultrafreddi (condensati di Bose-Einstein), gli scienziati hanno simulato il “decadimento del falso vuoto“, un processo quantistico dove una transizione di fase può trasformare radicalmente lo stato fondamentale dell’universo.

Il fenomeno si basa sull’idea che i campi che permeano lo spazio non si trovino nel loro stato di minima energia assoluta, ma in una sorta di equilibrio precario.

Nel laboratorio di Newcastle, il team ha utilizzato atomi di sodio raffreddati a milionesimi di grado sopra lo zero assoluto. In queste condizioni estreme, gli atomi manifestano comportamenti collettivi che ricalcano le fluttuazioni quantistiche dello spazio-tempo primordiale. Manipolando campi magnetici esterni, i ricercatori hanno indotto la formazione di “bolle” nel condensato: piccoli domini di uno stato energetico inferiore che iniziano a crescere e a consumare l’ambiente circostante.

È il passaggio dal possibile al reale mediato dal tunneling quantistico.

La fisica classica impedirebbe a un sistema di superare una barriera energetica senza una spinta esterna — il tunneling permette invece di “attraversarla” come se non esistesse. Lo studio, pubblicato su Nature Physics, conferma che la formazione di queste bolle segue le previsioni teoriche della teoria quantistica dei campi. Non si tratta solo di speculazione cosmologica; osservare come una bolla si espande in un fluido superfluido permette di calibrare i modelli che descrivono i primi istanti dopo il Big Bang.

https://www.sciencealert.com/physicists-simulated-a-quantum-process-that-could-end-the-universe

Immagine: (Viaframe/Stone/Getty Images)