Científicos simulan en laboratorio un efecto cuántico que podría destruir el universo

Un experimento que desafía los límites de la física cuántica

En el ámbito de la física cuántica, existe un estado de energía aún menor que el vacío tradicional, conocido como vacío verdadero. Este estado es estable porque representa el nivel de energía más bajo posible. Sin embargo, existe otro estado hipotético llamado falso vacío o vacío metaestable, que aparenta ser estable pero en realidad no ha alcanzado su estado de mínima energía.

Si nuestro universo se encontrara en este falso vacío, algunos investigadores advierten sobre la posibilidad de un fenómeno catastrófico: la desintegración del falso vacío. Este evento desencadenaría una reacción en cadena que podría provocar el colapso repentino y definitivo de todo el universo conocido, un escenario apocalíptico que, aunque teóricamente posible, se considera extremadamente improbable.

Simulando el fin del universo en un laboratorio

Un equipo de físicos chinos ha dado un paso crucial al recrear este fenómeno en un experimento controlado, según detalla un estudio publicado en la revista Physical Review Letters. Utilizando un sistema de átomos de Rydberg —cuyos electrones externos se encuentran en niveles de energía máximos—, los investigadores diseñaron un entorno donde simularon las condiciones de un falso vacío.

«Aunque no podemos probar esta teoría a escala universal, el desarrollo de simuladores cuánticos altamente controlables nos permite recrear y estudiar estos eventos de túnel cuántico en experimentos de mesa», explicó el coautor del estudio, Meng Khoon Tey, físico de la Universidad de Tsinghua, en declaraciones a Phys.org.

Cómo funciona el experimento

Los científicos organizaron los átomos de Rydberg en un anillo, donde cada uno repelía a su vecino debido a sus estados de espín opuestos. Posteriormente, emplearon un láser para romper deliberadamente este anillo, simulando así el estado de falso vacío.

«Al iluminar átomos alternos con haces láser selectivos, creamos un paisaje energético con estados de falso y verdadero vacío claramente diferenciados. Esto nos permitió observar en tiempo real el proceso de túnel cuántico», detalló Tey.

Los resultados confirmaron que, cuanto mayor era la intensidad del láser que rompía la simetría, más rápido se desintegraba el estado simulado de falso vacío. Además, el sistema generó una burbuja de vacío verdadero dentro del falso vacío, lo que aumenta la probabilidad de transición hacia un estado de menor energía.

Avances clave para la física teórica

Este experimento no solo valida teorías existentes en el campo de la teoría cuántica de campos, sino que también sienta las bases para futuras investigaciones. Según Tey, se trata de un «trampolín» que permitirá explorar con mayor profundidad los mecanismos detrás de la desintegración del falso vacío.

Aunque el riesgo de que nuestro universo se encuentre en un falso vacío sigue siendo teórico y con probabilidades ínfimas, estudios como este son fundamentales para comprender los límites de la física y los posibles escenarios extremos que podrían afectar la realidad.

¿Qué es la desintegración del falso vacío?

• Falso vacío: Estado metaestable con energía superior al vacío verdadero, pero que aparenta ser estable.
• Túnel cuántico: Fenómeno en el que partículas superan barreras de energía sin poseer la energía necesaria para ello.
• Desintegración: Proceso en el que el falso vacío colapsa hacia un estado de vacío verdadero, liberando energía y potencialmente desencadenando una reacción en cadena.

El futuro de la investigación cuántica

Este avance se suma a otros estudios recientes en física cuántica, como la detección de «puntos oscuros» que, según algunas teorías, podrían moverse más rápido que la luz. Aunque estos fenómenos siguen siendo objeto de debate, experimentos como el realizado por los físicos chinos demuestran que la ciencia avanza en la comprensión de los límites más extremos de la realidad.