Eksperimenter har reprodusert en analog av Big Bang på laboratoriet. For å gjøre dette brukte de en eksotisk kvantetilstand kjent som Bose-Einstein kondensat (BEC). Prestasjonen er beskrevet i en vitenskapelig artikkel publisert i tidsskriftet Physical Review X av en gruppe ledet av Gretchen Campbell ved University of Maryland i USA.
"Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) snakket i detalj om naturen til KBE. Denne tilstanden kan oppnås ved å avkjøle stoffet til temperaturer som skiller seg fra ubetydelige fraksjoner av en grad fra absolutt null (-273 ° C). Det brukes ofte til å studere kvantefysikk. Noen ganger bruker forskere imidlertid EBE som modell for globale astrofysiske prosesser.
Denne gangen var de interessert i det tidligste stadiet i universets liv, kjent som inflasjonen. Det antas at volumet av plass økte i løpet av 10-35 sekunder minst 1030 ganger. Begynnelsen på denne prosessen regnes som Big Bang i moderne kosmologi.
"Vår kunnskap om denne utvidelsen er begrenset til hva vi kan finne ut av ved å observere [moderne rom], siden det forståelig nok er litt vanskelig å skape et univers i et laboratorium," siterte Campbell Space.com for å si. "En av de potensielle laboratoriemodellene til universet er den ekspanderende BEC, en eksotisk tilstand av ultrakaldt stoff der bølgefunksjonene til atomer overlapper hverandre og atomer oppfører seg som en."
Fysikere har avkjølt flere hundre tusen natrium-23 atomer til en ultra-lav temperatur, som de gikk inn i staten BEC. Deretter ekspanderte denne skyen i flere eksperimentserier med supersonisk hastighet. For eksempel, på bare et millisekund, firedoblet dets volum. Dette er selvfølgelig langt fra frekvensen av kosmologisk inflasjon, men forskere har grunn til å tro at disse prosessene er like.
I følge kosmologer, mens utvidelsen av universet avtok, ble partikler født fra energien i feltet som genererte inflasjon. På samme måte som denne prosessen, mens utvidelsen av KBE-skyen ble redusert, ble forskjellige strukturer født i den, inkludert virvler og spesielle enkeltbølger, de såkalte solitonene. Under samspillet mellom nyfødte partikler i det unge universet ble energien lagret i dem frigjort, noe som førte til oppvarming av stoffet (temperaturen steg til enorme verdier). Omtrent det samme ble observert i samspillet mellom strukturer i BEC.
"Jeg ble faktisk overrasket over hvor godt våre teoretiske beregninger stemte overens med det vi så i laboratoriet, og hvor godt det fungerte," innrømmer Campbell.
I fremtiden planlegger forfatterne å studere mer detaljert de komplekse interaksjonene i KBE-skyen på jakt etter nye effekter, hvis kosmologiske analoger senere kan finnes i astronomiske observasjoner.
Salgsfremmende video:
"Det beste er at takket være disse resultatene, vet vi nå hvordan vi utformer fremtidige eksperimenter for å få de forskjellige effektene som vi håper å se," sier Campbell.
