Scienziati simulano particelle in un universo in espansione con computer quantistici
Un gruppo di scienziati ha utilizzato computer quantistici per simulare la comparsa di particelle in un universo in espansione. Questa ricerca, pubblicata su Scientific Reports, offre nuove prospettive per comprendere i misteri del nostro universo. Per realizzare questa simulazione, i ricercatori si sono avvalsi della teoria dei campi quantistici in spazio-tempo curvo (QFTCS), che consente di studiare il comportamento delle particelle in un universo dove spazio e tempo sono “deformati”, come nei pressi di un buco nero o in un universo in crescita.
La QFTCS è una teoria che combina due pilastri della fisica: la relatività generale, che descrive come la gravità deforma spazio e tempo, e la meccanica quantistica, che spiega il comportamento delle particelle su scala microscopica. Questa teoria è particolarmente utile perché permette di esplorare fenomeni complessi senza necessitare di una teoria completa della gravità quantistica, ancora da scoprire.
Tradizionalmente, gli scienziati hanno verificato le predizioni di questa teoria attraverso esperimenti di laboratorio. Tuttavia, in questo caso, hanno impiegato simulazioni numeriche con computer quantistici, una metodologia innovativa in questo campo. Marco Díaz Maceda, autore principale dello studio, sottolinea che i computer quantistici rappresentano uno strumento potente per esplorare questioni fondamentali sull’universo. Nonostante siano ancora in fase di sviluppo e soggetti a errori dovuti al “rumore” nei calcoli, i ricercatori hanno utilizzato tecniche per ridurre queste imprecisioni senza richiedere troppe risorse.
Per la simulazione, è stato scelto un modello di universo in espansione noto come FLRW. I ricercatori hanno creato un circuito quantistico su un processore IBM chiamato Eagle per simulare la creazione di particelle. Nonostante le difficoltà, i risultati hanno confermato che le particelle apparivano come previsto dalla teoria. Grazie alle tecniche di riduzione degli errori, i risultati ottenuti sono stati più precisi.
Questa ricerca rappresenta un significativo passo avanti nell’uso dei computer quantistici per lo studio del nostro universo. Apre la strada a nuove indagini su temi come l’intrigante fenomeno dell’intricazione gravitazionale o la struttura dell’universo. L’uso di computer quantistici per simulare fenomeni cosmici complessi potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione dell’universo e delle sue leggi fondamentali.
Fonte: Techno Science
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