Ложный вакуум в лаборатории

[masha-90]

Если инфляционная модель верна, возможно ли (чисто теоретически) искусственное получение ложного вакуума? Если да, то как именно? Если же нет, то почему?

[Munin]

Для этого надо просто загнать в пространство огромное количество энергии. Невообразимо огромное. Так что это не имеет к реальным экспериментам ни малейшего отношения.

[Sergey K]

Munin а что вы имеете ввиду под загнать? гипотетический, как вы себе могли бы это представить?

[VladimirKalitvianski]

masha-90 в сообщении #829373 писал(а):

Если инфляционная модель верна, возможно ли (чисто теоретически) искусственное получение ложного вакуума? Если да, то как именно? Если же нет, то почему?

Всякое неустойчовие (хрупкое) равновесие есть модель ложного вакуума. Снег на горе, который срывается в лавину, или чашка на столе, которая срывается в лавину. Разве нет?

[masha-90]

VladimirKalitvianski в сообщении #829394 писал(а):

Всякое неустойчовие (хрупкое) равновесие есть модель ложного вакуума. Снег на горе, который срывается в лавину, или чашка на столе, которая срывается в лавину
. Разве нет?

Речь о ложном вакууме, описанном в теории инфляции.

[Munin]

Sergey K в сообщении #829393 писал(а):

Munin а что вы имеете ввиду под загнать? гипотетический, как вы себе могли бы это представить?

Берёте любое вещество, и нагреваете его. Сначала оно просто нагревается - в том смысле, что частицы начинают двигаться быстрее. Потом (когда оно дойдёт до состояния плазмы), в нём начнут образовываться новые частицы, например, фотоны. Чем выше температура, тем больше этих новых частиц. Суммарная энергия будет распределяться и по старым, и по новым частицам, они все вместе будут находиться в тепловом равновесии. Например, электроны в распределении Ферми-Дирака, а фотоны в распределении Бозе-Эйнштейна - если посчитать, они все будут в равновесии (для равных температур), то есть процессы излучения-поглощения фотонов в среднем не будут нарушать этих распределений.

Потом в такой процесс образования и поглощения будут включаться всё новые и новые сорта частиц, в связи с тем, что тепловая энергия будет превышать порог рождения этих частиц. Например, если мы дошли до температуры больше $kT=2m_e,$ то будут образовываться не только фотоны, но и электрон-позитронные пары. (Разумеется, этот порог преодолевается плавно, потому что даже при более низкой температуре хвосты распределений будут позволять образование таких пар в небольшом количестве.) Они будут и аннигилировать, но в целом уже не исчезнут из смеси, и их количество в нашем веществе (которое уже называется релятивистской плазмой, по крайней мере в отношении электронной компоненты) будет определяться в основном уже не начальным составом вещества, а просто температурой. Начальные электроны просто затеряются в море рождённых электронов и позитронов. Потом всё идёт по шкале энергий элементарных частиц: мю-мезоны, пи-мезоны, и так далее. Таким образом, для высоких температур состав вещества определяется уже не тем, что мы когда-то начали нагревать, а практически только двумя параметрами: температурой (средней энергией на частицу $kT$) и плотностью.

При дальнейшем повышении температуры будут несколько фазовых переходов. Пару мы уже проскочили: сначала атомы развалились на ядра и электроны (причём делают они это постепенно, в случае многоэлектронных атомов), а потом сами ядра на нуклоны. На следующем этапе нуклоны разваливаются на кварки - наступает кварк-глюонная плазма. И потом происходит восстановление электрослабой симметрии (электрослабый фазовый переход), а где-то далеко - возможно, восстановление ещё не найденных симметрий - великого объединения, суперсимметрии, супергравитации. И ещё, в неизвестном месте в этой последовательности - будет восстановлено высокоэнергетическое состояние поля инфлатона, то есть, если мы его снова охладим, то попадём в инфляционный ложный вакуум.

Всё это замечательно подытожено на последней странице (форзаце) книги
Окунь. Физика элементарных частиц.
(обзорная книга для физиков других специальностей).



(Обратите внимание, там отмечена максимальная энергия на 1986 год, так вот, за тридцать лет до 2014 года ускорители продвинулись всего на одно деление логарифмической шкалы. А дальше будет ещё труднее.)

[masha-90]

Munin, спасибо большое за подробный ответ.

А если все таки получить такой вакуум, то начнет ли он расширяться, как при инфляции? Или давление окружающего пространства не позволит?

[Munin]

masha-90 в сообщении #829413 писал(а):

А если все таки получить такой вакуум, то начнет ли он расширяться, как при инфляции? Или давление окружающего пространства не позволит?

Не начнёт просто потому, что не успеет. Я вам это уже объяснял, и в ЛС, и по-всякому. Когда вы перестанете долбить одним и тем же вопросом, как дятел?

[masha-90]

Munin в сообщении #829418 писал(а):

Я вам это уже объяснял, и в ЛС, и по-всякому. Когда вы перестанете долбить одним и тем же вопросом, как дятел?

(Оффтоп)

Мы о таком не говорили. Ни в ЛС, нигде

[Munin]

Ну зачем же врать-то?

[masha-90]

Munin в сообщении #829427 писал(а):

Ну зачем же врать-то?

что-что? Откройте нашу с Вами переписку и покажите, где именно мы такое обсуждали?

[Munin]

Да, вы правы, это не вы были, а другой собеседник, гораздо более раздражающий. Прошу прощения.

-- 22.02.2014 15:36:12 --

Цитата:

Можно получить "кусочек" ложного вакуума, забабахав в него кучу энергии на ускорителе. Но этот кусочек будет нестабилен и сразу рассосётся, не успев начать новую инфляцию.

Собственно, в физике известен вакуумный конденсат, например, в КХД - внутри протонов и нейтронов. Когда рассчитывается движение кварков и глюонов, оно происходит не в том же вакууме, как тот, который в атоме между ядром и электронами.



Цитата:

<...из нашего пространства-времени это будет выглядеть, как черная дыра...>
Теперь смотрим время существования чёрной дыры для разных начальных масс. Сколько времени существует чёрная дыра массы, которую можно создать на ускорителе?



Цитата:

<...Она сразу же испарится...>
испарение может произойти раньше, чем что-то раздуется: это будет некоторая выпуклость на нашем пространстве-времени, которая сразу разгладится.

[masha-90]

Munin в сообщении #829440 писал(а):

Да, вы правы, это не вы были, а другой собеседник, гораздо более раздражающий. Прошу прощения.

Да ничего, все нормально

А правда, что на LHC была получена кварк-глюонная плазма?

[Munin]

masha-90 в сообщении #829443 писал(а):

А правда, что на LHC была получена кварк-глюонная плазма?

И правда, и неправда. Во-первых, есть просто некоторые признаки кварк-глюонной плазмы (QGP). Одни учёные радостно прыгают, и говорят, что получили QGP, без дураков, другие - скептически говорят, что шут его знает. Впрочем, скорей всего, наблюдаемая картина существенно не изменится, а консенсус установится сам по себе, как было с кварками: сначала никто не верил, что их достать нельзя, и трактовали их невылет как их несуществование, потом как-то смирились, и мнение, что кварки всё-таки есть, но только в несвободном виде, стало общепринятым. Так и тут, все согласятся, что QGP есть, но наблюдаемая только по косвенным признакам. Впрочем, это имхо.

Во-вторых, впервые это было сделано на RHIC (ускорителе тяжёлых ядер), ещё до LHC (который тоже ядра ускорять умеет). Искать по слову [hadron] jet quenching (подавление адронных струй). Публикации аж 2002 года.

[zubik67]

Munin в сообщении #829390 писал(а):

Для этого надо просто загнать в пространство огромное количество энергии. Невообразимо огромное. Так что это не имеет к реальным экспериментам ни малейшего отношения.

А кто эту энергию туда с самого начала загнал?