{"id":92434,"date":"2026-09-29T11:43:51","date_gmt":"2026-09-29T09:43:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.insalutenews.it\/in-salute\/?p=92434"},"modified":"2026-09-29T11:30:08","modified_gmt":"2026-09-29T09:30:08","slug":"cose-il-cosmic-lockdown-il-fenomeno-quantistico-che-puo-bloccare-un-campo-nel-falso-vuoto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.insalutenews.it\/in-salute\/cose-il-cosmic-lockdown-il-fenomeno-quantistico-che-puo-bloccare-un-campo-nel-falso-vuoto\/","title":{"rendered":"Cos\u2019\u00e8 il \u201ccosmic lockdown\u201d, il fenomeno quantistico che pu\u00f2 bloccare un campo nel falso vuoto"},"content":{"rendered":"
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Trieste, 29 settembre 2026 – Il vuoto non \u00e8 sempre cos\u00ec vuoto. \u201cQuando parliamo di vuoto in cosmologia, non intendiamo qualcosa di completamente privo di energia – spiega David Wands, professore presso l\u2019Institute of Cosmology & Gravitation dell\u2019Universit\u00e0 di Portsmouth – Un vuoto \u00e8 piuttosto uno stato in cui un campo si trova in un minimo della propria energia. Il vero vuoto \u00e8 il minimo pi\u00f9 basso possibile, ma possono esistere anche minimi locali, che chiamiamo falsi vuoti\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Possiamo immaginarlo come un paesaggio formato da valli di diversa profondit\u00e0: il vero vuoto \u00e8 la valle pi\u00f9 profonda, mentre le altre corrispondono ai falsi vuoti. Qualcosa che si trovi in una di queste depressioni pu\u00f2 rimanervi \u2018intrappolato\u2019, anche se da qualche altra parte esiste uno stato a energia pi\u00f9 bassa.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 esattamente ci\u00f2 che pu\u00f2 accadere ai campi quantistici, oggetti fisici fondamentali che permeano l\u2019Universo. Un campo classico \u00e8 qualcosa che possiede un valore in ogni punto dello spazio, come un campo magnetico, la cui intensit\u00e0 varia da una posizione all\u2019altra. I campi quantistici si comportano in modo analogo, e le loro eccitazioni si manifestano come particelle.<\/p>\n\n\n\n

In un nuovo studio pubblicato su JCAP<\/em>, Robson Christie, Jaewoo Joo, Greg Kaplanek, Vincent Vennin e David Wands hanno utilizzato un modello semplificato per studiare che cosa determina in quale vuoto possa finire un campo in un Universo in espansione.<\/p>\n\n\n\n

Il caso del campo di Higgs<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Per capire perch\u00e9 questa domanda sia importante, gli stessi autori richiamano il caso del campo di Higgs. Il suo valore nel vuoto contribuisce a conferire massa alle particelle del Modello Standard – la teoria che descrive le particelle elementari note e tre delle quattro forze fondamentali – e contribuisce a determinare la struttura della fisica alle basse energie.<\/p>\n\n\n\n

Secondo alcuni calcoli basati sul Modello Standard, \u00e8 possibile che il campo di Higgs non si trovi nello stato di energia pi\u00f9 basso possibile, ma in un falso vuoto, mentre a valori molto elevati del campo potrebbe esistere un secondo minimo, pi\u00f9 profondo.<\/p>\n\n\n\n

Lo studio non riguarda direttamente il campo di Higgs, ma lo utilizza come esempio concreto di ci\u00f2 che pu\u00f2 accadere quando un campo resta intrappolato in un minimo locale, nonostante sia disponibile uno stato a energia pi\u00f9 bassa.<\/p>\n\n\n\n

\u201cIn linea di principio, una transizione verso quel minimo pi\u00f9 profondo porterebbe l\u2019Universo in uno stato radicalmente diverso, nel quale la struttura della materia e le forze che la governano sarebbero alterate\u201d, spiega Robson Christie, ricercatore presso la School of Mathematics and Physics dell\u2019Universit\u00e0 di Portsmouth e primo autore dello studio.<\/p>\n\n\n\n

Una simile transizione pu\u00f2 essere resa possibile da un fenomeno quantistico. Torniamo all\u2019immagine dei vuoti come valli separate da montagne. Nella fisica classica, un sistema che si trova sul fondo della valle meno profonda pu\u00f2 raggiungere quella pi\u00f9 profonda solo se dispone di energia sufficiente per superare la montagna che le separa. Nella meccanica quantistica, invece, lo stato del sistema pu\u00f2 estendersi oltre la barriera, lasciando una piccola probabilit\u00e0 che il sistema compaia dall\u2019altra parte: \u00e8 il cosiddetto tunnelling quantistico.<\/p>\n\n\n\n

Nessun campo \u00e8 mai davvero isolato<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Nel loro lavoro, Christie e colleghi hanno costruito un modello semplificato per capire in che modo l\u2019ambiente influenzi l\u2019evoluzione di un campo.<\/p>\n\n\n\n

Molti calcoli del tunnelling trattano il campo come se fosse completamente isolato. \u201cSappiamo per\u00f2 che un isolamento perfetto \u00e8 un\u2019idealizzazione\u201d, spiega Greg Kaplanek, ricercatore alla Syracuse University, nello Stato di New York.<\/p>\n\n\n\n

Nella realt\u00e0, i campi interagiscono continuamente con altri campi e con ci\u00f2 che li circonda – in altre parole, con il loro ambiente. \u201cPensiamo, per esempio, ai computer quantistici: facciamo enormi sforzi per proteggere dall\u2019ambiente l\u2019informazione quantistica immagazzinata in queste macchine, perch\u00e9 anche interazioni molto deboli possono modificare rapidamente lo stato quantistico. Qualcosa di simile accade in cosmologia: un campo non \u00e8 mai davvero solo\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Le interazioni con l\u2019ambiente producono un fenomeno noto come decoerenza. Un sistema quantistico pu\u00f2 trovarsi in una sovrapposizione di possibilit\u00e0 diverse: usando l\u2019analogia di una moneta, non \u00e8 semplicemente testa o croce, ma si trova in uno stato quantistico che comprende entrambe le possibilit\u00e0 allo stesso tempo. L\u2019interazione con l\u2019ambiente rende sempre pi\u00f9 difficile mantenere questa sovrapposizione, facendo s\u00ec che il sistema si comporti sempre pi\u00f9 come un normale sistema classico.<\/p>\n\n\n\n

Nel modello degli autori, l\u2019ambiente \u00e8 rappresentato da altri campi che interagiscono con il campo principale. Quest\u2019ultimo pu\u00f2 trovarsi inizialmente anche in una sovrapposizione quantistica che coinvolge entrambi i vuoti. Una delle sorprese dello studio, tuttavia, \u00e8 che l\u2019ambiente non sembra svolgere un ruolo decisivo nella scelta iniziale del vuoto.<\/p>\n\n\n\n

Campi leggeri e campi pesanti<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Ci\u00f2 che conta di pi\u00f9 \u00e8 se il campo sia \u2018leggero\u2019 o \u2018pesante\u2019 rispetto alla scala di Hubble, cio\u00e8 rispetto al tasso con cui l\u2019Universo si espande. \u201cUn campo che \u00e8 pesante rispetto alla scala di Hubble pu\u00f2 adattarsi rapidamente ai cambiamenti mentre l\u2019Universo si espande – spiega Christie – e in questo caso \u00e8 altamente probabile che si sposti verso il vero vuoto, il minimo di energia pi\u00f9 profondo\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Per i campi pi\u00f9 leggeri accade qualcosa di diverso. \u201cSe l\u2019espansione \u00e8 troppo rapida rispetto alla dinamica del campo, il sistema non riesce a stare al passo con i cambiamenti – continua Christie – In questo caso pu\u00f2 rimanere una probabilit\u00e0 significativa che il campo finisca anche nel falso vuoto\u201d.<\/p>\n\n\n\n

In altre parole, la scelta iniziale tra vero e falso vuoto \u00e8 influenzata soprattutto dal rapporto tra la dinamica propria del campo e la velocit\u00e0 dell\u2019espansione cosmica.<\/p>\n\n\n\n

Cosmic lockdown<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Immaginiamo quindi un campo leggero che sia finito in un falso vuoto. Che cosa succede a quel punto? In un sistema quantistico perfettamente isolato, il tunnelling verso l\u2019altro minimo sarebbe ancora possibile. Ma nel modello degli autori, l\u2019interazione con l\u2019ambiente produce decoerenza e distrugge le propriet\u00e0 quantistiche necessarie a mantenere una sovrapposizione coerente tra i due vuoti.<\/p>\n\n\n\n

\u201cL\u2019aspetto interessante \u00e8 che non \u00e8 principalmente l\u2019ambiente a decidere dove finir\u00e0 il campo – spiega Kaplanek – Una volta che il campo si \u00e8 localizzato in uno dei due minimi, per\u00f2, la decoerenza tende a mantenerlo l\u00ec. Il tunnelling verso l\u2019altro vuoto viene fortemente soppresso\u201d.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 questo il fenomeno che gli autori chiamano \u201ccosmic lockdown\u201d: una sorta di blocco che stabilizza il campo nel vuoto che ha raggiunto. Gli autori lo interpretano come una manifestazione dell\u2019effetto Zeno quantistico: in determinate condizioni, un sistema quantistico che viene monitorato continuamente pu\u00f2 avere molta pi\u00f9 difficolt\u00e0 a passare da uno stato a un altro.<\/p>\n\n\n\n

Naturalmente, nel modello nessuno sta letteralmente osservando il campo. \u201cNon serve un osservatore cosciente – spiega Kaplanek – L\u2019ambiente raccoglie continuamente informazioni sullo stato del sistema. Questo processo distrugge la coerenza tra i due possibili vuoti e rende molto pi\u00f9 difficile il tunnelling da uno all\u2019altro\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Una buona notizia per il nostro Universo?<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Il lavoro resta basato su un modello semplificato e non dimostra che il nostro attuale vuoto di Higgs sia protetto dal cosmic lockdown. Il risultato suggerisce per\u00f2 un principio interessante: le interazioni con l\u2019ambiente possono rendere pi\u00f9 stabile un falso vuoto, sopprimendo il tunnelling verso un altro stato.<\/p>\n\n\n\n

\u201cSe un meccanismo di questo tipo fosse rilevante in situazioni cosmologiche pi\u00f9 realistiche, potrebbe contribuire a stabilizzare un campo che si trova gi\u00e0 in un falso vuoto – conclude Wands – Ma per capire fino a che punto questo possa essere applicato al campo di Higgs saranno necessari modelli pi\u00f9 realistici\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Se il nostro campo di Higgs si trova davvero in un falso vuoto, allora il cosmic lockdown indica almeno una possibilit\u00e0 rassicurante: l\u2019interazione con l\u2019ambiente circostante potrebbe contribuire a rendere ancora pi\u00f9 difficile una transizione verso uno stato radicalmente diverso.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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