Fałszywa próżnia

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Fałszywa próżnia – w kwantowej teorii pola jest to metastabilny obszar przestrzeni, wykazujący własności stanu próżni, ale niestabilny z uwagi na możliwość tunelowania do stanu o niższej energii. Inną interpretacją jest definicja fałszywej próżni jako stanu kwantowego, którego energia znajduje się w minimum lokalnym, jednak istnieje inny stan o jeszcze niższej energii[1].

Pole skalarne φ z stanami próżni prawdziwej (true) i fałszywej (false)

Każdy metastabilny stan kwantowy jest minimum lokalnym energii. Aby nazwać taki stan próżnią fałszywą, jego minimum lokalne musi być głębokie[1].

Przykłady[edytuj | edytuj kod]

  • W półprzewodnikach mogą występować elektrony przewodnictwa i dziury. Stan o najniższej możliwej energii to sytuacja, kiedy nie ma żadnych elektronów ani dziur. Możemy nazywać taki stan próżnią. Jednak w rzeczywistości istnieje stan o jeszcze niższej energii, mianowicie taki, kiedy w ogóle nie ma półprzewodnika. Jednak taki stan jest poza zainteresowaniem teorii półprzewodników.
  • W fizyce cząstek elementarnych próżnią nazywa się obszar przestrzeni, w którym nie ma żadnej cząstki. Jednak według teorii strun istnieją inne wszechświaty o niższej energii. Nasz Wszechświat może się teoretycznie rozpaść, tworząc taki nowy wszechświat, w którym pozornie z niczego powstałyby nowe cząstki elementarne. Jednak inne wszechświaty leżą poza zainteresowaniem fizyki cząstek elementarnych.

Wszechświat[edytuj | edytuj kod]

Według teorii inflacji nasz Wszechświat kiedyś był w stanie próżni fałszywej o jeszcze wyższej energii, jednak rozpadł się, co poskutkowało ogromną ekspansją oraz nadaniem masy cząstkom elementarnym[2].

Mimo możliwości uzyskania fałszywej próżni o długotrwałym (jak na warunki kwantowe) czasie życia stan ten nie jest trwały i ulega przejściu do próżni prawdziwej, z jednoczesną emisją energii[1].

Przypisy

  1. 1,0 1,1 1,2 Sidney Coleman. Fate of the false vacuum: Semiclassical theory. „Physical Review”. 15 (10), s. 2929-2936, 1977-05-15 (ang.). [dostęp 2012-11-14]. 
  2. A. Guth. WAS COSMIC INFLATION THE 'BANG' OF THE BIG BANG?. „The Beamline”. 27 (14), 1997 (ang.). [dostęp 2012-11-14]. 

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]