Научная Россия: Физики СПБГУ приблизились к?пониманию распада вакуума
30?июня 2021 года в?Объединенном институте ядерных исследований в?Дубне прошло Международное совещание по?сверхтяжелым элементам. Профессор кафедры квантовой механики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Владимир Шабаев представил результаты масштабной многолетней работы, в?которой принимали участие как опытные ученые, так и?молодые сотрудники университета, включая студентов и?аспирантов. Предложенные методы позволили оценить роль эффектов, которые не?учитывались ранее. Сейчас Шабаев с?коллегами продолжают изучать более тонкие детали рассматриваемых процессов в?области квантовой динамики.
Начиная с?1930-х годов были заложены основы квантовой теории поля. Владимир Шабаев отметил, что с?самого начала теория предсказывала спонтанное рождение электрон-позитронных пар постоянным однородным электрическим полем, напряженность которого больше критического значения. Подтвердить данную теорию в?то?время не?удавалось.
50?лет назад в?работах советских физиков?— Семена Герштейна, Якова Зельдовича, Владимира Попова (и?независимо в?работах немецкой группы под руководством Вальтера Грайнера) было показано, что в?поле голого ядра с?зарядом больше критического значения, равного 173, вакуум становится нестабильным. В?данном случае могут спонтанно рождаться позитроны. В?результате нейтральный вакуум распадается на?заряженный вакуум и?два позитрона.
Пока в?природе не?существует ядер с?таким большим зарядом. Напомним, что заряд самого тяжелого из?открытых к?настоящему времени элементов, оганесона, равен 118. Чтобы создать сверхкритическое поле ученые стали сталкивать ядра с?суммарным зарядом больше критического значения. Тем не?менее, попытки экспериментального наблюдения этого эффекта не?увенчались успехом.
Немецкие коллеги под руководством Вальтера Грайнера пришли к?заключению, что распад вакуума можно будет экспериментально наблюдать только в?случае, если сталкивающиеся ядра слипаются на?какое-то время за?счет ядерных сил. "Я?особо не?верил в?идею слипания ядер в?таких столкновениях",?— заметил Владимир Шабаев.
В?результате отечественной группе ученых удалось показать, что при определенной постановке экспериментов по?измерению числа позитронов, родившихся в?процессе низкоэнергетического столкновения двух голых ядер или голого ядра и?нейтрального атома, можно выделить вклад спонтанного рождения позитронов. Этот процесс однозначно свидетельствует о?процессе распада вакуума в?сверхкритическом кулоновском поле. При этом никакого слипания ядер не?требуется.