Дослідницька група Кавендійської лабораторії Кембриджського університету під керівництвом Яншена Чжана напряму зафіксувала квантові флуктуації вакууму в лабораторних умовах. Це відкриває можливість моделювати в лабораторії складні квантово-польові процеси, раніше доступні лише в теоретичних або чисельних підходах.
Експеримент спирався на створення керованого двовимірного конденсату Бозе–Ейнштейна з ультрахолодних атомів калію-39 (39K). Атоми були радіочастотно зв’язані між двома внутрішніми спіновими станами, що дозволило ввести керований спіновий простір у систему.
Модельний спіновий простір налаштували так, щоб він відповідав релятивістському квантовому полю синус-Ґордона. Така відповідність дозволила вивчати динаміку поля в лабораторних умовах замість чисельних моделювань на суперкомп’ютерах.
У вимірах зафіксували флуктуації квантового поля в режимі, де невизначеність Гейзенберга переважала над тепловим шумом. Експеримент також підтвердив спадання амплітуди флуктуацій із підвищенням частоти.
За словами дослідження, отримані результати відкривають шлях до лабораторного моделювання таких явищ, як розпад хибного вакууму та зародження топологічних дефектів раннього Всесвіту, без потреби у суперкомп’ютерних наближеннях.
Подібні дослідження також допомагають зменшувати вплив квантового шуму в експериментах — цікава стаття про зниження квантового шуму детекторів за допомогою стиснення показує практичний бік роботи з такими ефектами.