Experti v laboratóriu rozmnožili analóg Veľkého tresku. Na to použili exotický kvantový stav hmoty známy ako kondenzát Bose-Einstein (BEC). Úspech je opísaný vo vedeckej práci publikovanej v časopise Physical Review X skupinou, ktorú vedie Gretchen Campbell z University of Maryland v Spojených štátoch.
Podrobne sa hovorilo o povahe KBE „Vesti. Nauka“(nauka.vesti.ru). Tento stav sa dá získať ochladením látky na teploty, ktoré sa líšia zanedbateľnými frakciami stupňa od absolútnej nuly (-273 ° C). Zvyčajne sa používa na štúdium kvantovej fyziky. Vedci však niekedy používajú EBE ako model globálnych astrofyzikálnych procesov.
Tentoraz sa zaujímali o najskoršie štádium života vesmíru, známe ako éra inflácie. Predpokladá sa, že za 10 až 35 sekúnd sa objem priestoru zväčšil najmenej 1030 krát. Začiatok tohto procesu sa v modernej kozmológii považuje za Veľký tresk.
"Naša znalosť tejto expanzie je obmedzená na to, čo môžeme zistiť pozorovaním [moderného priestoru], pretože je pochopiteľné, že je trochu ťažké vytvoriť vesmír v laboratóriu," uviedol Campbell. „Jedným z potenciálnych laboratórnych modelov vesmíru je rozširujúci sa KBE, exotický stav ultracold hmoty, kde sa vlnové funkcie atómov prekrývajú a atómy sa správajú ako jeden celok.“
Fyzici ochladili niekoľko stotisíc atómov sodíka-23 na ultranízku teplotu, vďaka ktorej prešli do stavu BEC. Potom, v niekoľkých sériách experimentov, sa tento oblak rozšíril nadzvukovou rýchlosťou. Napríklad za len milisekundu sa jeho objem štvornásobne zvýšil. To samozrejme nie je zďaleka miera kozmologickej inflácie, ale vedci majú dôvod veriť, že tieto procesy sú podobné.
Podľa kozmológov, ako sa expanzia vesmíru spomaľovala, vznikli častice z energie poľa, ktoré vyvolalo infláciu. Podobne ako v tomto procese, ako sa spomaľovala expanzia oblaku KBE, v ňom sa zrodili rôzne štruktúry vrátane vírov a špeciálnych jednoduchých vĺn, tzv. Solitónov. Počas interakcie novonarodených častíc v mladom vesmíre sa uvoľnila energia, ktorá sa v nich uložila, čo viedlo k zahriatiu látky (teplota stúpla na obrovské hodnoty). Približne to isté sa pozorovalo pri interakcii štruktúr v BEC.
"Bol som skutočne prekvapený, ako dobre sa naše teoretické výpočty zhodovali s tým, čo sme videli v laboratóriu, a ako dobre to fungovalo," pripúšťa Campbell.
V budúcnosti autori plánujú podrobnejšie študovať zložité interakcie v oblaku KBE pri hľadaní nových efektov, ktorých kozmologické analógy možno neskôr nájsť v astronomických pozorovaniach.
Propagačné video:
„Najlepšie na tom je, že vďaka týmto výsledkom vieme teraz navrhnúť budúce experimenty, aby sme získali rôzne efekty, ktoré, ako dúfame, uvidíme,“hovorí Campbell.