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武汉物数所证明“宇宙可以自发产生”
  文章来源:武汉物理与数学研究所 发布时间:2014-04-08 【字号: 小  中  大   

  最近,澳门赌场武汉物理与数学研究所蔡庆宇研究小组通过深入研究惠勒-德威特方程并结合量子轨道理论,首次证明宇宙可以通过量子机制自发产生。该研究成果发表于美国《物理评论D2014年第4期(Phys.Rev. D 89,083510)。 

  探寻宇宙起源是人类社会的永恒追求。上世纪20年代以来,科学家在哈勃红移和微波背景辐射实验观测基础上,先后提出了宇宙膨胀模型以及大爆炸理论。然而,无论大爆炸理论还是随后发展的暴涨模型,都无法克服广义相对论预言的宇宙奇点问题。 

  为解决宇宙奇点问题,揭示早期宇宙产生的物理机制,蔡庆宇等人深入研究了描述宇宙波函数的惠勒-德威特方程。他们证明,一旦假真空由于量子涨落产生一个小真空泡,这个真空泡会自发指数加速膨胀,迅速长大,从而导致时空的出现,并产生早期宇宙。通过使用量子轨道理论,他们发现,在早期宇宙中,量子势自然地扮演了宇宙常数的角色,量子效应是早期宇宙暴涨的根源。随着早期宇宙的长大,量子效应减弱,指数加速膨胀停止,暴涨结束。该工作不仅阐明了宇宙起源的量子机制,有效解决宇宙奇点问题,并且揭示了早期宇宙时期宇宙常数(暗能量)完全是一种量子效应。 

  蔡庆宇研究员长期致力于量子信息及其交叉学科的理论研究工作。2009年,他与合作者首次把量子轨道理论应用到强激光与原子相互作用体系,实现了该体系量子描述向经典描述的过渡(New J. Phys. 11, 113035)2011年,他与合作者首次证明了两路量子密码的无条件安全性(Phys. Rev. A 84, 042344)2013年,他与合作者撰写的关于“黑洞信息丢失问题”的研究论文获得美国引力基金会论文比赛一等奖(IJMPD 22, 1341014) 

  相关工作获得国家自然科学基金面上项目、科技部重大研究计划课题,以及澳门赌场新兴与交叉学科布局试点项目的资助。

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