Физики МФТИ оценили вероятность квантового распада Вселенной

Является ли наша реальность незыблемой твердыней или лишь тонким льдом над пропастью? Группа исследователей из Московского физико-технического института (МФТИ) и Объединенного института ядерных исследований провела беспрецедентный по точности аудит фундамента мироздания. Их вердикт касается стабильности физического вакуума – того самого пространства, в котором существуют атомы.

Физики МФТИ оценили вероятность квантового распада Вселенной

Стандартная модель элементарных частиц долгое время считалась безупречной конструкцией, описывающей 17 кирпичиков материи и три фундаментальных силы. Однако после открытия бозона Хиггса в 2012 году за фасадом этого триумфа обнаружилась тревожная аномалия. Применяя математический аппарат ренормализационной группы — инструмент, позволяющий прослеживать изменение законов физики при переходе к сверхвысоким энергиям, – ученые обнаружили пугающий факт. Параметр λ (лямбда), отвечающий за форму энергетического потенциала поля Хиггса, уходит в отрицательную зону при энергиях порядка 10¹⁰ ГэВ. Это означает, что наш вакуум ложный; мы живем на полке метастабильности, откуда Вселенная может квантово-механически «провалиться» в более глубокое, истинное состояние.

Чтобы оценить риск такого сценария, команда под руководством Дмитрия Казакова применила сложную иерархию расчетов. Вместо стандартного подхода, где все константы связи обсчитываются с одинаковой погрешностью, исследователи использовали «недиагональные конфигурации», опираясь на условия Вейля – требования внутренней согласованности теории. Проследив эволюцию параметров от массы топ-кварка (173,22 ГэВ) до планковского масштаба, авторы получили ошеломляющие цифры. При самом точном трехпетлевом расчете вероятность распада нашего вакуума за все 13,8 млрд лет истории космоса составила ничтожную величину в диапазоне 10 в минуй 630-й степени – 10 в минус 420-й степени. Для сравнения: грубый однопетлевой расчет ошибочно предрекает мгновенный коллапс реальности.

Артур Федорук, студент ЛФИ МФТИ и соавтор работы, подчеркивает:

«Мы не ждем катастрофы завтра. Но понимание метастабильности – это ключ к новой физике».

Любая гипотеза, объясняющая природу темной материи или асимметрию вещества, должна учитывать хрупкость хиггсовского потенциала. Главный источник неопределенности сегодня кроется не в схемах уравнений, а в точности измерения масс самих частиц. Пока масса бозона Хиггса составляет около 125 ГэВ, Вселенная балансирует на лезвии бритвы между вечным покоем и тотальным перерождением.

Работа опубликована в журнале Physical Review D.

Читайте также

Интенсивный спорт подавляет иммунитет через гормоны стресса и воспаление

Интенсивный спорт подавляет иммунитет через гормоны стресса и воспаление

Ученые раскрыли, почему диабетикам и гипертоникам так сложно соблюдать диету

Ученые раскрыли, почему диабетикам и гипертоникам так сложно соблюдать диету

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Ученые России и Китая создают «прививку» для растений, заменяющую тонны химикатов

Ученые России и Китая создают «прививку» для растений, заменяющую тонны химикатов

Гибридный ИК-сенсор работает как тепловизор и фотоприемник одновременно

Гибридный ИК-сенсор работает как тепловизор и фотоприемник одновременно

Китайский исследователь с помощью ChatGPT решил математическую задачу, над которой бились более 20 лет

Китайский исследователь с помощью ChatGPT решил математическую задачу, над которой бились более 20 лет

Падение ступени Falcon 9 на Луну подняло вопрос о космическом мусоре

Падение ступени Falcon 9 на Луну подняло вопрос о космическом мусоре