El estudio fue publicado esta semana por la Universidad de Leed, en Reino Unido. Allí confirmaron que hace unos 50 años, una investigación pionera en la teoría cuántica de campos propuso que el universo podría estar atrapado en un falso vacío, “lo que significa que parece estable, pero, de hecho, podría estar al borde de la transición a un estado de vacío verdadero aún más estable”, dice la Universidad en su página web, lo que significa, en otras palabras, que podría colapsar en un momento no predecible.
“Si bien este proceso podría desencadenar un cambio catastrófico en la estructura del Universo, los expertos coinciden en que predecir la cronología es un desafío, pero es probable que ocurra durante un período astronómicamente largo, que potencialmente abarque millones de años”, aclararon.
El hallazgo científico es una nueva información valiosa sobre la desintegración del falso vacío, un proceso vinculado a los orígenes del cosmos y al comportamiento de las partículas en las escalas más pequeñas.
Todo gracias a una computadora cuántica
Se trató de una investigación internacional entre tres instituciones: la Universidad de Leeds, el Centro de Supercomputación Jülich y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA). “La colaboración fue dirigida por el profesor Zlatko Papic, de la Universidad de Leeds, y el Dr. Jaka Vodeb, del Centro de Supercomputación Jülich (JSC) en el Forschungszentrum Jülich, Alemania”, precisaron.
“Estamos hablando de un proceso por el cual el universo cambiaría completamente su estructura. Las constantes fundamentales podrían cambiar instantáneamente y el mundo tal como lo conocemos se derrumbaría como un castillo de naipes. Lo que realmente necesitamos son experimentos controlados para observar este proceso y determinar sus escalas de tiempo”, dijo el docente Papic, profesor de Física Teórica en la Escuela de Física y Astronomía de Leeds.
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El proceso se llevó a cabo gracias a una computadora cuántica de 5564 qubits, un tipo de máquina cuántica diseñada por D-Wave Quantum Inc. para resolver problemas complejos de optimización, que implican encontrar la mejor solución de un conjunto de soluciones posibles, aprovechando las propiedades únicas de los sistemas mecánicos cuánticos.
El estudio fue publicado en la revista Nature Physics el pasado 4 de febrero y generó gran impacto en el mundo científico.
¿Qué es el falso vacío y por qué es clave en la teoría cuántica?
Dicen desde la universidad de Leeds que los físicos llevan mucho tiempo cuestionando si el proceso de desintegración en falso vacío podría ocurrir y, de ser así, cuánto tiempo llevaría. “Sin embargo, han avanzado poco en la búsqueda de respuestas debido a la naturaleza matemática difícil de manejar de la teoría cuántica de campos”.
El falso vacío es un concepto de la teoría cuántica de campos, que alude a una región metaestable en el espacio que parece estar vacía (o sea, que no tiene materia), “pero que en realidad contiene en su interior alguna forma de energía a nivel de fluctuaciones cuánticas”.
Esta teoría se ha usado para explicar qué existía en el universo antes de producirse el Big Bang y hace poco, incluso –noviembre del año pasado–, una investigación de astrofísicos de la Universidad Colgate reveló nuevas pistas que podrían cambiar radicalmente la comprensión cosmológica del origen de la materia oscura.
“En 2023, Katherine Freese y Martin Winkler propusieron que la materia oscura, a diferencia de la materia ordinaria, puede haber surgido de un evento Big Bang distinto, que podría haber tenido lugar meses después del Big Bang convencional. En este modelo, las partículas de materia oscura se producen mediante la desintegración de un campo cuántico que solo se acopla al Sector Oscuro y que inicialmente está atrapado en un estado de falso vacío metaestable”, dijeron a finales de 2024.
¿Estamos cerca de predecir el fin del universo?
Este estudio ha sido el impulso que ofrece una nueva perspectiva sobre la historia temprana del universo y las fuerzas que dieron forma a su evolución, este otro se enfocó en lo que sería la posibilidad de que todo deje de existir en un instante.
“Este emocionante trabajo, que fusiona la simulación cuántica de vanguardia con la física teórica profunda, muestra lo cerca que estamos de resolver algunos de los mayores misterios del universo”, dijeron desde la investigación.
Ahora bien, lo que concluye la investigación es que esto puede ser posible, pero lo que la ciencia aún no logra descifrar es si pasará y en cuánto tiempo.
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