Physicists in Italy have observed a phenomenon known as false vacuum decay for the first time. The work, which was performed in a ferromagnetic superfluid, advances our understanding of ferromagnetic phase transitions and could shed more light on the stability of the early universe.
Some types of quantum systems have metastable (false) vacuum states as well as an absolute ground (true) vacuum state. These states represent different configurations of a quantum field, and the field can decay from the false vacuum state to the true one. When this happens, localized macroscopic regions of true vacuum – bubbles – form, surrounded by patches of false vacuum.
“Such a mechanism was originally discussed in the context of cosmology to study the stability of our universe, which can be in a stable or metastable configuration,” explains Gabriele Ferrariمیں ایک طبیعیات دان ٹریٹن یونیورسٹی, Italy, who co-led the study together with Giacomo Lamporesi, Alessio Recati اور Alessandro Zenesini کی Pitaevskii BEC Center, CNR-INO in Trento, Italy. “Indeed, vacuum decay is thought to play an important role in how space, time and matter was created in the Big Bang.”
Spontaneously generated bubbles
In the new work, the Pitaevskii BEC Center team used sodium atoms with a ferromagnetic ground state to explore false vacuum decay in a many-body quantum system. The team prepared this system by confining the atoms in an optical trap and cooling them to less than a microkelvin above absolute zero, where they form a ferromagnetic superfluid.
“We prepared the system in a metastable state in which the superfluid is polarized in the opposite direction with respect to the applied magnetic field,” explains Lamporesi. “After some time, we saw that the system spontaneously generated bubbles in macroscopic regions aligned with the magnetic field.”
Working with theorists at the University of Newcastle, UK, the team further showed that these bubbles were, in Recati’s words, “the first experimental evidence of the mechanism of false vacuum decay on a macroscopic quantum field”.
The researchers went on to measure the relationship between the bubbles’ average decay time and experimentally tuneable parameters such as the energy difference between true and false vacuum states (which changes with the applied magnetic field due to the Zeeman effect). They found that small variations lead to large changes in the decay time. “Our results show a very good agreement with the predictions of a field theory tunnelling (instanton) model, thus confirming the false vacuum decay origin of our system,” Lamporesi tells طبیعیات کی دنیا.
A technical achievement
The results of these experiments are described in فطرت طبیعیات, and Lamporesi stresses that obtaining them was technically challenging. Among other factors, the external magnetic field needs to be extremely stable to preserve the spin coherence of the superfluid system. To achieve the required stability, the team had to install a magnetic shield around the ultracold atomic gas – a tricky task, given that they needed to access the system with laser beams to manipulate the atoms.
کائنات کے اس پار
While the researchers have analysed how long it takes for bubbles to form, this is just the first step. They now plan to investigate bubble dynamics in a controlled environment to understand the nature of bubble growth.
“Another important step will be to increase the effective dimensionality of the system from quasi-one-dimensional, as in the present study, where the theoretical analysis is easier, to two-dimensional, where interesting phenomena such as bubble collisions and merging appear,” Zenesini says. “Many features of bubble nucleation and dynamics were studied theoretically in the context of cosmology, where experiments are not yet accessible. They are highly relevant for the condensed-matter community too, however, since they are associated with quantum ferromagnetic dynamics that can be observed experimentally – as we have demonstrated in our work.”
- SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
- پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- ماخذ: https://physicsworld.com/a/physicists-observe-false-vacuum-decay-in-a-ferromagnetic-superfluid/
- : ہے
- : نہیں
- :کہاں
- 160
- a
- اوپر
- مطلق
- AC
- تک رسائی حاصل
- قابل رسائی
- حاصل
- ترقی
- معاہدہ
- منسلک
- کے درمیان
- an
- تجزیہ
- اور
- ظاہر
- اطلاقی
- کیا
- ارد گرد
- مصور
- AS
- منسلک
- At
- جوہری
- اوسط
- دور
- BE
- رودبار
- کے درمیان
- بگ
- بگ بینگ
- بلیو
- بلبلا
- by
- کر سکتے ہیں
- سینٹر
- چیلنج
- تبدیلیاں
- کلک کریں
- کمیونٹی
- ترتیب
- سیاق و سباق
- کنٹرول
- برہمانڈیی
- سکتا ہے
- بنائی
- demonstrated,en
- بیان کیا
- فرق
- مختلف
- سمت
- بات چیت
- دو
- حرکیات
- ابتدائی
- ابتدائی کائنات
- آسان
- اثر
- موثر
- توانائی
- ماحولیات
- ثبوت
- تجرباتی
- تجربات
- بیان کرتا ہے
- تلاش
- بیرونی
- انتہائی
- عوامل
- جھوٹی
- خصوصیات
- میدان
- پہلا
- پہلی بار
- کے لئے
- فارم
- قیام
- ملا
- سے
- مزید
- گیس
- پیدا
- دی
- اچھا
- گراؤنڈ
- ترقی
- تھا
- ہوتا ہے
- ہے
- ہائی
- انتہائی
- کس طرح
- تاہم
- HTML
- HTTP
- HTTPS
- ہبل
- تصویر
- اہم
- in
- اضافہ
- معلومات
- انسٹال
- دلچسپ
- کی تحقیقات
- مسئلہ
- IT
- اٹلی
- میں
- فوٹو
- صرف
- جانا جاتا ہے
- لیب
- بڑے
- لیزر
- قیادت
- کم
- روشنی
- لانگ
- مقناطیسی میدان
- معاملہ
- زیادہ سے زیادہ چوڑائی
- پیمائش
- میکانزم
- ضم
- میٹاسٹیبل
- مرکب
- ماڈل
- زیادہ
- فطرت، قدرت
- ضرورت
- ضروریات
- نئی
- این جی سی
- اب
- مشاہدہ
- حاصل کرنا
- of
- on
- ایک
- کھول
- اس کے برعکس
- or
- اصل
- اصل میں
- دیگر
- ہمارے
- پیرامیٹرز
- پیچ
- کارکردگی
- مرحلہ
- رجحان
- بوتیکشاستری
- طبعیات
- طبیعیات کی دنیا
- منصوبہ
- پلاٹا
- افلاطون ڈیٹا انٹیلی جنس
- پلیٹو ڈیٹا
- کھیلیں
- پیشن گوئی
- تیار
- حال (-)
- تیار
- کوانٹم
- کوانٹم سسٹمز
- ریڈ
- خطوں
- تعلقات
- متعلقہ
- کی نمائندگی
- ضرورت
- محققین
- احترام
- نتائج کی نمائش
- کردار
- s
- دیکھا
- کا کہنا ہے کہ
- سائنس
- بہانے
- ڈھال
- دکھائیں
- سے ظاہر ہوا
- ظاہر
- بعد
- چھوٹے
- سوڈیم
- کچھ
- خلا
- سپن
- استحکام
- مستحکم
- حالت
- امریکہ
- مرحلہ
- تعلیم حاصل کی
- مطالعہ
- اس طرح
- گھیر لیا ہوا
- کے نظام
- سسٹمز
- لیتا ہے
- ٹاسک
- ٹیم
- ٹیکنیکل
- تکنیکی طور پر
- بتاتا ہے
- سے
- کہ
- ۔
- ان
- نظریاتی
- نظریہ
- یہ
- وہ
- اس
- سوچا
- کے ذریعے
- تھمب نیل
- اس طرح
- وقت
- کرنے کے لئے
- مل کر
- بھی
- منتقلی
- سچ
- اقسام
- Uk
- سمجھ
- افہام و تفہیم
- کائنات
- استعمال کیا جاتا ہے
- ویکیوم
- مختلف حالتوں
- بہت
- تھا
- we
- اچھا ہے
- چلا گیا
- تھے
- جب
- جس
- ڈبلیو
- گے
- ساتھ
- الفاظ
- کام
- دنیا
- ابھی
- زیفیرنیٹ
- صفر