Cientistas das universidades de Trento (Itália) e Newcastle (Reino Unido) conseguiram o primeiro indício experimental do “decaimento do falso vácuo”, um fenômeno com implicações monumentais, podendo causar o fim do Universo.
Este fenômeno pode ter desempenhado um papel crucial na criação do Universo, englobando a matéria e o espaço-tempo, e também pode eventualmente conduzir à sua extinção, representando uma verdadeira destruição final do cosmos.
O professor Ian Moss destaca que o decaimento do vácuo, presumivelmente central na formação do Universo no Big Bang, carecia de teste experimental até agora.
Na física de partículas, o decaimento do vácuo do bóson de Higgs pode alterar as leis da física, resultando em uma “catástrofe ecológica final”. Esse decaimento é concebido como uma transição de fase, similar à água se transformando em gelo, mas em escalas mais exóticas, relacionadas a flutuações quânticas, sendo cruciais nas discussões sobre a origem e possível destruição do Universo.
Na teoria quântica de campos, a transição do estado instável (falso vácuo) para o estado estável (vácuo verdadeiro) é chamada de “decaimento do falso vácuo”, envolvendo a criação de pequenas bolhas localizadas. Apesar de as teorias preverem a frequência dessa formação de bolhas, há escassez de evidências experimentais sobre o processo.
Decaimento do falso vácuo e o fim do Universo
(Imagem: A. Zenesini et al.)
A equipe alcançou o primeiro indício do decaimento do falso vácuo usando arranjos atômicos controlados, incluindo um gás super-resfriado próximo ao zero absoluto, demonstrando a formação de bolhas conforme previsto pelas teorias.
Este experimento valida a origem do decaimento no campo quântico e sua ativação térmica, abrindo caminho para a simulação de fenômenos de campo quântico fora de equilíbrio em sistemas atômicos, como transições de fase magnéticas, e contribuindo para a compreensão da origem e o fim do Universo.
“Usar experimentos com átomos ultrafrios para simular fenômenos da física quântica em sistemas análogos, como o Universo primitivo, é uma área de pesquisa fascinante”, afirmou o professor Tom Billam.
Embora inovador, o experimento representa apenas o primeiro passo na exploração do decaimento do vácuo. Simulador quântico é análogo à teoria, porém imperfeito com componente térmico, ausente na teoria do decaimento do falso vácuo.
Porém o objetivo final é identificar o decaimento do vácuo a zero absoluto, onde as flutuações quânticas devem iniciar o processo sem componente térmico.
Origem do Universo e o decaimento do falso vácuo
(Imagem: Bo Cheng)
Alguns modelos teóricos sugerem que o estado inicial do Universo era metaestável, conhecido como “falso vácuo”, não sendo o seu estado de energia mínimo.
Mas se o falso vácuo decair para um “vácuo verdadeiro”, como uma partícula radioativa se transforma em outra, uma bolha mínima desse vácuo verdadeiro expandirá à velocidade da luz, transformando tudo em seu caminho, incluindo matéria, energia e leis físicas.
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Essa dinâmica poderia ter criado ou destruído o Universo. No entanto, mesmo nos círculos mais entusiasmados da física e da cosmologia, considera-se tais teorias altamente especulativas.
Fonte: Nature Physics
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