В іонній пастці кілька атомів раптово породили нові частинки — так, ніби порожнеча сама почала народжувати матерію. Вчені з Університету Дьюка та Об'єднаного квантового інституту при Мерілендському університеті змусили квантову систему імітувати процес, який відбувається в надрах колайдерів і в перші миті після Великого вибуху.
Команда під керівництвом Крістофера Монро використала пастку з кількох іонів, щоб змоделювати динаміку розриву струн. Дві зв'язані фундаментальні частинки розтягувалися, накопичуючи енергію, доки зв'язок не обривався і не з'являлися нові частинки. Експеримент описано в статті, опублікованій 23 вересня 2026 року в журналі Nature Physics.
Дослідження провели спільно з колегами з Оксфорда, Каліфорнійського технологічного інституту, Корнелла та KU Leuven. Це вже третя незалежна демонстрація того самого явища на різних квантових платформах, але перша — на іонній пастці, яка особливо добре підходить для моделювання сильних взаємодій.
Уявіть дві гумові нитки, натягнуті між двома точками: чим сильніше їх розтягують, тим більше енергії накопичується посередині. У якийсь момент нитки рвуться, і вся накопичена енергія перетворюється на нові нитки та нові точки. Саме так квантова система відтворила народження матерії з «нічого» — без жодного зовнішнього джерела частинок.
Результати показують, що навіть невеликі квантові пристрої вже здатні розв'язувати задачі, недоступні класичним суперкомп'ютерам. Вони відкривають шлях до прямого моделювання процесів, які відбувалися в перші частки секунди після Великого вибуху і які досі вивчають лише в гігантських прискорювачах.
За словами Монро, такі симуляції дають кращу платформу для вивчення утворення матерії, якщо не брати до уваги самого Великого вибуху. Роботу виконано на реальній квантовій апаратурі, і вона пройшла рецензування в провідному журналі.
Квантові комп'ютери починають ставати інструментом фундаментальної фізики, а не лише обчислювальної техніки.
