A kísérleti laboratóriumban reprodukálták a Big Bang analógját. Ehhez egzotikus kvantumállapotot alkalmaztak, amelyet Bose-Einstein kondenzátumnak (BEC) hívnak. Az eredményt egy tudományos cikk írja le, amelyet a Physical Review X folyóiratban publikált egy csoport, amelyet Gretchen Campbell vezet az Egyesült Államok Marylandi Egyetemen.
A "Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) részletesen beszélt a KBE természetéről. Ez az állapot úgy érhető el, hogy az anyagot olyan hőmérsékletre hűtjük, amely eltérő mértékben jelentéktelen frakciókkal különbözik az abszolút nullától (-273 ° C). Általában a kvantumfizika tanulmányozására használják. A tudósok azonban néha az EBE-t használják mint modellt a globális asztrofizikai folyamatokhoz.
Ezúttal az univerzum életének legkorábbi szakaszát, az infláció korszakának nevezték. Úgy gondolják, hogy akkor 10-35 másodperc alatt a tér térfogata legalább 1030-szor nőtt. Ennek a folyamatnak a kezdetét a modern kozmológiában a Big Bang-nak tekintik.
"E kiterjesztésről szóló tudásunk arra korlátozódik, hogy a [modern űr] megfigyelésével kitalálhatjuk, mivel érthetően egy kicsit nehéz egy világegyetemet létrehozni egy laboratóriumban" - idézi Campbell a Space.com-ot. "Az univerzum egyik lehetséges laboratóriumi modellje a bővülő BEC, az ultracold anyag egzotikus állapota, ahol az atomok hullámfunkciói átfedésben vannak, és az atomok egyként viselkednek."
A fizikusok több százezer nátrium-23 atomot nagyon alacsony hőmérsékletre lehűttek, amelynek eredményeként BEC állapotba kerültek. Ezután több kísérleti sorozatban ez a felhő szuperszonikus sebességgel terjedt. Például, csak egy milliszekundumban, annak térfogata megnégyszereződött. Ez természetesen messze van a kozmológiai infláció mértékétől, de a tudósoknak okuk van feltételezni, hogy ezek a folyamatok hasonlóak.
A kozmológusok szerint az univerzum terjeszkedésének lelassulásával a részecskék a mező energiájából születtek, amely inflációt generált. Ehhez hasonlóan, ahogy a KBE felhő terjedése lelassult, különböző struktúrák születtek benne, beleértve az örvényeket és a speciális egyhullámokat, az úgynevezett szolitonekat. Az újszülött részecskék interakciója során a fiatal univerzumban felszabadult a benne tárolt energia, ami az anyag melegítéséhez vezetett (a hőmérséklet hatalmas értékekre emelkedett). Körülbelül ugyanezt figyelték meg a BEC szerkezetének kölcsönhatásában.
„Valójában meglepett voltam, hogy az elméleti számítások mennyiben felelnek meg a laboratóriumban látottaknak, és mennyire jól működtek” - ismeri el Campbell.
A jövőben a szerzők részletesebben tanulmányozzák a KBE felhő komplex kölcsönhatásainak új hatásait keresve, amelyek kozmológiai analógjai később megtalálhatók csillagászati megfigyelésekben.
Promóciós videó:
"A legjobb az, hogy ezeknek az eredményeknek köszönhetően most már tudjuk, hogyan kell megtervezni a jövőbeli kísérleteket a különféle hatások elérése érdekében, amelyeket remélni fogunk látni" - mondja Campbell.