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

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

Ученые нашли минерал-хранилище древней воды у земного ядра

Ученые нашли минерал-хранилище древней воды у земного ядра

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

Физики хотели создать «лазер» из нейтрино — квантовая механика запретила это

Физики хотели создать «лазер» из нейтрино — квантовая механика запретила это

Древний «американский гепард» оказался вовсе не гепардом

Древний «американский гепард» оказался вовсе не гепардом

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

ИИ-помощник для незрячих использует лидар, сонар и камеру

ИИ-помощник для незрячих использует лидар, сонар и камеру

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики