Физики впервые "сфотографировали" движение пустоты – СМИ
28.08.2026 17:09
Важно отметить, что речь идет о явлении, которое долгое время оставалось в основном объектом теоретических расчетов и косвенных наблюдений. Препринт исследования уже размещен на сервере arXiv, однако работа пока не прошла рецензирование, сообщает «Газета.ру».
С точки зрения квантовой механики, абсолютный покой для любого поля невозможен. Принцип неопределенности не позволяет системе полностью “замереть”, поэтому даже в основном, то есть минимально энергетическом состоянии, сохраняются слабые, но непрерывные колебания. Именно эти едва заметные изменения и называют квантовыми флуктуациями.Ученые давно исходили из того, что такие флуктуации должны существовать, поскольку без них многие квантовые эффекты просто невозможно было бы объяснить. Однако до сих пор исследователям не удавалось зафиксировать их напрямую в столь наглядной форме. Новый результат может помочь глубже понять поведение вакуума, природу энергии в пустом пространстве и тонкие механизмы, лежащие в основе квантовой физики.Если дальнейшая проверка подтвердит выводы авторов, это станет важным шагом в изучении фундаментальных свойств материи и поля. Такие данные могут оказаться полезными не только для теоретической физики, но и для развития технологий, основанных на квантовых принципах.Переписанный текст:Исследование квантовых флуктуаций остается одной из самых сложных задач современной физики, поскольку такие явления невозможно наблюдать напрямую обычными методами. Именно поэтому особенно важны эксперименты, которые позволяют переводить скрытые свойства квантового мира в измеримые сигналы. Команда Кембриджского университета под руководством Яньшэна Чжана сумела обойти это ограничение, используя двумерный конденсат Бозе – Эйнштейна, созданный из атомов калия-39.В ходе эксперимента ученые «записали» квантовое поле в спиновые состояния атомов, то есть связали невидимые колебания поля с измеряемыми характеристиками частиц. После этого, сделав снимки самих атомов, они восстановили локальные колебания системы и тем самым фактически сделали невидимое видимым. Такой подход позволил не просто зафиксировать наличие квантовых эффектов, но и детально проследить их пространственную структуру.Чтобы уловить чрезвычайно слабый сигнал, физики резко изменяли силу связи между двумя состояниями атомов. Из-за этого заранее существовавшее квантовое «дрожание» усиливалось до уровня, который уже можно было зарегистрировать приборами. Это особенно важно, потому что в реальных квантовых системах подобные флуктуации часто скрыты на фоне более сильных помех и легко теряются.При этом исследователи обнаружили, что флуктуации вакуума формируют рисунок, заметно отличающийся от обычного теплового шума. Измерения, проведенные на разных частотах, подтвердили это различие и показали, что квантовые колебания обладают собственной характерной структурой. Таким образом, работа кембриджской команды не только продемонстрировала новый способ наблюдения за квантовыми полями, но и дала более глубокое понимание того, как именно проявляются вакуумные флуктуации в сверххолодных атомных системах.Переписанный текст:Исследователи подчеркивают, что подобный конденсат можно тонко настраивать, добиваясь поведения, очень близкого к сложному релятивистскому квантовому полю. Это особенно важно, потому что такие системы позволяют переносить в лабораторные условия процессы, которые в обычных условиях крайне трудно описать даже с помощью самых мощных вычислений.Благодаря этому появляется возможность изучать не только абстрактные модели, но и вполне конкретные физические эффекты. В частности, речь идет о таких явлениях, как распад ложного вакуума, возникновение новых частиц и формирование топологических дефектов. Подобные процессы играют ключевую роль в современной квантовой теории поля и, вероятно, были важны на самых ранних этапах эволюции Вселенной.По мнению ученых, это становится принципиально новым инструментом для исследования квантовых полей. Если раньше такие эффекты были доступны только в теоретических расчетах, то теперь их можно не просто наблюдать, но и воспроизводить в контролируемом эксперименте. Это открывает путь к проверке фундаментальных предсказаний физики, а также к более глубокому пониманию природы вакуума, материи и космологических процессов.Современная астрономия всё чаще опирается не только на наблюдения, но и на сложные вычислительные модели, позволяющие заглянуть в прошлое Вселенной и проследить её развитие с высокой точностью. Ранее международная группа ученых создала одну из самых масштабных цифровых моделей космоса за всю историю исследований, и эта работа была выполнена в рамках проекта FLAMINGO.Разработка стала важным шагом для науки, поскольку подобные модели помогают лучше понимать, как формировались галактики, распределялась материя и менялась структура Вселенной под воздействием гравитации и других космических процессов. Отмечалось, что новый инструмент особенно полезен для интерпретации огромных массивов данных, которые поступают от современных телескопов и обсерваторий.Благодаря этой модели исследователи могут прослеживать эволюцию космоса на протяжении миллиардов лет, анализируя ключевые этапы его истории и сравнивая результаты вычислений с реальными наблюдениями. В перспективе такие разработки помогут точнее объяснять устройство Вселенной и отвечать на вопросы, которые раньше оставались недоступными для науки.