Експериментаторите са възпроизвели аналог на Големия взрив в лабораторията. За да направят това, те използваха екзотично квантово състояние на веществото, известно като кондензат Бозе-Айнщайн (BEC). Постижението е описано в научен материал, публикуван в списанието Physical Review X от група, ръководена от Гретхен Кембъл от Университета на Мериленд в Съединените щати.
"Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) говори подробно за същността на KBE. Това състояние може да бъде получено чрез охлаждане на веществото до температури, които се различават по незначителни фракции на степен от абсолютна нула (-273 ° C). Обикновено се използва за изучаване на квантовата физика. Въпреки това, понякога учените използват EBE като модел за глобални астрофизични процеси.
Този път те се интересуваха от най-ранния етап от живота на Вселената, известен като ерата на инфлацията. Смята се, че след това за 10-35 секунди обемът на пространството се е увеличил поне 1030 пъти. Началото на този процес се счита за Големия взрив в съвременната космология.
„Нашите знания за това разширение са ограничени до това, което можем да разберем, като наблюдаваме [съвременното пространство], тъй като е разбираемо малко трудно да създадем вселена в лаборатория“, казва Кембъл, цитиран от Space.com. "Един от потенциалните лабораторни модели на Вселената е разширяващият се KBE, екзотично състояние на ултра студена материя, при което вълновите функции на атомите се припокриват и атомите се държат като едно цяло."
Физиците са охладили няколко стотин хиляди натриеви-23 атома до ултра ниска температура, поради което са преминали в състояние на BEC. След това, в няколко серии експерименти, този облак се разширява със свръхзвукова скорост. Например само за милисекунда обемът му се утрои. Това, разбира се, е далеч от скоростта на космологичната инфлация, но учените имат основание да смятат, че тези процеси са сходни.
Според космолозите, когато разширяването на Вселената се забавя, частиците се раждат от енергията на полето, което генерира инфлация. Подобно на този процес, когато разрастването на облака KBE се забави, в него се раждат различни структури, включително вихри и специални единични вълни, така наречените солитони. По време на взаимодействието на новородените частици в младата Вселена енергията, съхранявана в тях, се освобождава, което води до нагряване на веществото (температурата се покачва до огромни стойности). Приблизително същото се наблюдава при взаимодействието на структурите в ОИК.
„Всъщност бях изненадан от това, доколко нашите теоретични изчисления съвпадат с това, което видяхме в лабораторията и колко добре се получи“, признава Кембъл.
В бъдеще авторите планират да проучат по-подробно сложните взаимодействия в облака KBE в търсене на нови ефекти, космологичните аналози на които по-късно могат да бъдат намерени в астрономически наблюдения.
Промоционално видео:
„Най-хубавото е, че благодарение на тези резултати сега знаем как да проектираме бъдещи експерименти, за да получим различните ефекти, които се надяваме да видим“, казва Кембъл.