Quantum Ocean: A Minimalist Unification from a Discrete Vacuum

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This work introduces the Quantum Ocean (QO), a minimalist theoretical framework aiming to unify cosmology, gravity, and particle physics. The theory is based on two axioms regarding a discrete vacuum and a single geometric deduction, resulting in a model with no adjustable free parameters.

Fundamental Principles: The QO framework posits that the vacuum is a discrete lattice of Planck-volume cells. All particles and their masses emerge as energy projections from this lattice, governed by the universal formula m=Z−nE0/c2. The theory's fundamental constants, the cell energy E0 and the scaling factor Z, are not postulated but are derived from universal constants (G,c,ℏ) and the observed dark energy density (ρΛ). The key to this derivation is the quantum projection dimension, nℏ, which is deduced from the topology of the 3D Moore neighborhood to be exactly nℏ=26π.

Key Results and Predictions:

1. Derivation of Constants: The theory predicts the value of the scaling factor Ztheory≈0.03130.

2. Mass Hierarchy: The framework successfully reproduces the mass hierarchy of the Standard Model fermions with a mean error of a few percent.

3. Emergence of Known Laws: The theory recovers the equations of General Relativity, Electromagnetism (Maxwell), and Quantum Mechanics (Schrödinger, Dirac) as low-energy limits of the lattice dynamics.

4. High-Precision Prediction: The theory predicts the value of the fine-structure constant, 1/αem(mZ), with a residual discrepancy of only -3.56% relative to the experimental value, after including 2-loop and threshold corrections.

5. Unification of Processes: Particle-antiparticle annihilation and black hole evaporation are unified under a single "Return to Vacuum Principle."

6. Falsifiable Cosmological Prediction: The theory explains the small tension between the theoretical and phenomenological values of Z as a physical signature of the cosmic history of black hole activity. It predicts that this tension must vanish at high redshift (z≳4), a testable prediction with observational data.

This record contains the full paper detailing the theory and its predictions, as well as supplementary material with the codes and data used for numerical validation.

Keywords: Theoretical Physics; Unification; Theory of Everything; Discrete Vacuum; Cosmology; Dark Energy; Cosmological Constant; Particle Physics; Standard Model; Mass Hierarchy; Gauge Couplings; Renormalization Group; Black Holes; Information Paradox; First Principles; Zero Free Parameters.

BR
Este trabalho apresenta o Oceano Quântico (OQ), um framework de física teórica minimalista que visa unificar a cosmologia, a gravidade e a física de partículas. A teoria baseia-se em dois axiomas sobre um vácuo discreto e uma dedução geométrica, resultando num modelo sem parâmetros livres ajustáveis.

Princípios Fundamentais: O OQ postula que o vácuo é uma malha discreta de células de volume de Planck. Todas as partículas e as suas massas emergem como projeções de energia dessa malha, governadas pela fórmula universal m=Z−nE0/c2. As constantes fundamentais da teoria, a energia de célula E0 e o fator de escala Z, não são postuladas, mas sim derivadas de constantes universais (G,c,ℏ) e da densidade de energia escura observada (ρΛ). A chave para esta derivação é a dimensão de projeção quântica, nℏ, que é deduzida da topologia da vizinhança de Moore em 3D como sendo exatamente nℏ=26π.

Principais Resultados e Predições:

1. Derivação de Constantes: A teoria prevê o valor do fator de escala Zteoria≈0,03130.

2. Hierarquia de Massas: O framework reproduz com sucesso a hierarquia de massas dos férmions do Modelo Padrão com um erro médio de poucos por cento.

3. Emergência das Leis Conhecidas: A teoria recupera as equações da Relatividade Geral, do Eletromagnetismo (Maxwell) e da Mecânica Quântica (Schrödinger, Dirac) como limites de baixa energia da dinâmica da malha.

4. Predição de Alta Precisão: A teoria prevê o valor da constante de estrutura fina eletromagnética, 1/αem(mZ), com uma discrepância residual de apenas -3,56% em relação ao valor experimental, após a inclusão de correções de 2-loops e de limiar.

5. Unificação de Processos: A aniquilação partícula-antipartícula e a evaporação de buracos negros são unificadas sob um único "Princípio do Retorno ao Vácuo".

6. Predição Cosmológica Falseável: A teoria explica a pequena tensão entre o Z teórico e o fenomenológico como uma assinatura da história da atividade dos buracos negros no universo. Ela prevê que esta tensão deve desaparecer em alto redshift (z≳4), uma predição testável com dados observacionais.

Este registo contém o artigo completo que detalha a teoria e as suas predições, bem como o material suplementar com os códigos e dados utilizados para a validação numérica.


Author: A. E. P. Silva
E-mail: andre.eduardocgart@gmail.com