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盒中泡沫:消除冷原子真空衰变模拟中的边缘核素化

量子气体 2025-08-20 v3 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

metastable 'false vacuum' 状态通过泡沫核素化进行衰变,这在许多宇宙学情景中发挥关键作用。冷原子类比实验将很快提供对这一过程的首个实证探测, potentially 对早期宇宙与高能物理具有深远意义。然而,这类类比系统与早期宇宙之间不可避免的差异在于前者具有边界。我们通过结合欧几里得计算与实时格子模拟,展示这些边界普遍导致实验边缘发生快速泡沫核素化,掩盖了与宇宙学相关的 bulk 核素化。我们表明,在边界处实施高密度 '沟' 区域可完全消除此问题,恢复所需的宇宙学行为。我们的发现对于正在探索真空衰变的实验工作提供了实用解决方案,解决了关键实验障碍。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.02829,
  title  = {Bubbles in a box: Eliminating edge nucleation in cold-atom simulators of vacuum decay},
  author = {Alexander C. Jenkins and Hiranya V. Peiris and Andrew Pontzen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.02829},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 7 figures, comments welcome; v2: updated to add reference to companion paper; v3: version accepted in Phys. Rev. A