In einem faszinierenden Experiment hat eine Gruppe europäischer Physiker, darunter Slatko Papic von der Universität Leeds, untersucht, wie stabil die uns bekannte Realität tatsächlich ist. Mithilfe der Technologie des „Quantum Annealing“, auch bekannt als Quanten-Glühen, soll ein potenzieller Kollaps der Realität simuliert werden. Laut der Forschung könnte unsere bestehende Vorstellung von stabilen physikalischen Gesetzen brüchiger sein, als man bisher annahm.

Hypothesen zur Stabilität des Universums

Die Hypothese, dass das Universum auf unsicherem Fundament steht, ist nicht neu. Bereits Ende des 20. Jahrhunderts postulierten Physiker wie Sydney Coleman und Frank DeLucia, dass unser Universum möglicherweise nicht in seinem stabilsten Zustand existiert. Sie vermuteten, dass es ein tieferliegendes Energiepotenzial gibt, auf das unser Universum fallen könnte – vergleichbar mit einem „falschen Vakuum“. Dieses Konzept beschreibt einen energetischen Zustand, der nicht absolut stabil ist und wo unter bestimmten Bedingungen ein spontaner Kollaps möglich wäre. Wird ein solches Ereignis ausgelöst, könnte es sich mit Lichtgeschwindigkeit im Universum ausbreiten und die Grundstruktur der Materie neu definieren.

Quantenfluktuationen und das „falsche Vakuum“

Die Quantenmechanik spielt hierbei eine zentrale Rolle, da sie den Energiezustand eines vermeintlichen „Nichts“ beschreibt und zeigt, dass dieses Vakuum nicht leer ist, sondern von Quantenfluktuationen durchzogen wird. Diese winzigen Fluktuationen könnten theoretisch das Potential haben, eine Kettenreaktion auszulösen, die das Universum in einen neuen energetischen Zustand versetzt. Eine solche Kettenreaktion würde nach den Theorien der Quantenfeldtheorie nicht lokal gebunden sein und könnte an jedem Punkt des Universums spontan entstehen.

Die Forschung mit Quantum Annealing

Das Forschungsteam nutzt Quantum Annealing, um die Dynamik solcher möglichen Quantenkollapse in einem kontrollierten Umfeld zu simulieren. Die Methode involviert tausende supraleitende Einheiten, die wie die Qubits in einem Quantencomputer funktionieren. Diese Einheiten simulieren ein vereinfachtes Modell der Raumstruktur und der energetischen Übergänge. Dabei wird untersucht, wie sich mögliche Blasen eines stabileren Vakuums verhalten könnten und wie sie miteinander interagieren. Die Simulationen zeigen, dass ein möglicher Kollaps des „falschen Vakuums“ von einem Wettstreit der Energien beeinflusst wird, wobei physikalische Spannungen an den Grenzen der entstehenden Blasen deren Wachstum hemmen oder fördern können.

Diese Forschung könnte wichtige Erkenntnisse darüber liefern, ob wir in einem tatsächlich stabilen Universum leben oder ob das uns bekannte physikalische Gefüge nur eine temporäre Illusion von Stabilität ist. Die Experimente sind wegweisend, um die fundamentalen Kräfte, die unsere Realität formen, besser zu verstehen und zeigen, wie nahe wir daran sind, einige der größten Rätsel des Universums zu lösen.