Kokeilijat ovat kopioineet laboratoriossa Big Bang -analogin. Tätä varten he käyttivät eksoottista aineen kvanttilaa, joka tunnetaan nimellä Bose-Einstein-kondensaatti (BEC). Saavutus on kuvattu tieteellisessä julkaisussa Physical Review X -lehdessä, jonka ryhmä johtaa Gretchen Campbell Marylandin yliopistosta Yhdysvalloissa.
"Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) puhui yksityiskohtaisesti KBE: n luonteesta. Tämä tila voidaan saada aikaan jäähdyttämällä aine lämpötiloihin, jotka eroavat toisistaan merkityksettömin jaksoin absoluuttisesta nollasta (-273 ° C). Sitä käytetään yleisesti kvantfysiikan opiskeluun. Toisinaan tutkijat käyttävät EBE: tä mallina globaaleille astrofysiikkaprosesseille.
Tällä kertaa he olivat kiinnostuneita maailmankaikkeuden varhaisimmasta vaiheesta, joka tunnetaan nimellä inflaation aikakausi. Uskotaan, että sitten 10-35 sekunnissa tilan tilavuus kasvoi ainakin 1030 kertaa. Tämän prosessin alkua pidetään modernin kosmologian suurena räjähdyksenä.
"Tietomme tästä laajenemisesta rajoittuu siihen, mitä voimme selvittää tarkkailemalla [nykyaikaista tilaa], koska maailmankaikkeuden luominen laboratorioon on ymmärrettävän vähän vaikeaa", Campbell lainasi Space.com: n sanottua. "Yksi maailmankaikkeuden potentiaalisista laboratoriomalleista on laajeneva BEC, eksoottinen ultrakoldisen tilan tila, jossa atomien aaltofunktiot ovat päällekkäin ja atomit käyttäytyvät yhtenä."
Fyysikot ovat jäähdyttäneet useita satoja tuhansia natrium-23-atomeja erittäin matalaan lämpötilaan, jonka seurauksena he menivät BEC-tilaan. Sitten, useissa koesarjoissa, tämä pilvi laajeni yliäänen nopeudella. Esimerkiksi vain millisekunnissa sen tilavuus nelinkertaistui. Tämä on tietenkin kaukana kosmologisen inflaation nopeudesta, mutta tutkijoilla on syytä uskoa näiden prosessien olevan samanlaisia.
Kosmologien mukaan maailmankaikkeuden laajentumisen hidastuessa hiukkaset syntyivät kentän energiasta, joka aiheutti inflaation. Samoin kuin tässä prosessissa, kun KBE-pilven laajeneminen hidastui, siihen syntyi erilaisia rakenteita, mukaan lukien pyörteet ja erityiset yksittäiset aallot, ns. Solitonit. Vastasyntyneiden hiukkasten vuorovaikutuksen aikana nuoressa maailmankaikkeudessa niihin varastoitunut energia vapautui, mikä johti aineen kuumenemiseen (lämpötila nousi valtaviin arvoihin). Noin sama havaittiin rakenteiden vuorovaikutuksessa BEC: ssä.
"Olin itse asiassa yllättynyt siitä, kuinka hyvin teoreettiset laskelmasimme vastasivat laboratoriossa nähtyä ja kuinka hyvin ne toimivat", Campbell myöntää.
Tulevaisuudessa kirjoittajat suunnittelevat yksityiskohtaisempaa tutkimusta KBE-pilven monimutkaisista vuorovaikutuksista etsien uusia vaikutuksia, joiden kosmologisia analogeja voi myöhemmin löytää tähtitieteellisistä havainnoista.
Mainosvideo:
"Parasta on, että näiden tulosten ansiosta me nyt osaamme suunnitella tulevia kokeiluja saadaksemme erilaisia vaikutuksia, jotka toivomme näkevämme", Campbell sanoo.