Eksperimenter har gengivet en analog af Big Bang på laboratoriet. For at gøre dette brugte de en eksotisk kvantetilstand, kendt som Bose-Einstein-kondensatet (BEC). Opnåelsen er beskrevet i en videnskabelig artikel offentliggjort i tidsskriftet Physical Review X af en gruppe ledet af Gretchen Campbell fra University of Maryland i USA.
"Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) talte detaljeret om KBE's karakter. Denne tilstand kan opnås ved at afkøle stoffet til temperaturer, der adskiller sig fra ubetydelige fraktioner i en grad fra absolut nul (-273 ° C). Det bruges ofte til at studere kvantefysik. Undertiden bruger forskere imidlertid EBE som en model for globale astrofysiske processer.
Denne gang var de interesseret i den tidligste fase i universets liv, kendt som inflationstiden. Det menes, at rumfanget på 10-35 sekunder derefter steg mindst 1030 gange. Begyndelsen på denne proces betragtes som Big Bang i moderne kosmologi.
”Vores viden om denne udvidelse er begrænset til, hvad vi kan finde ud af ved at observere [moderne rum], da det forståeligt nok er lidt vanskeligt at skabe et univers i et laboratorium,” citerede Campbell Space.com. "En af universets potentielle laboratoriemodeller er den ekspanderende BEC, en eksotisk tilstand af ultrakaldt stof, hvor bølgefunktionerne i atomer overlapper hinanden og atomer opfører sig som en."
Fysikere har afkølet flere hundrede tusinde natrium-23 atomer til en ultra-lav temperatur, på grund af hvilken de gik ind i staten BEC. Derefter udvidede denne sky i adskillige række eksperimenter med supersonisk hastighed. For eksempel, på kun et millisekund, firedoblede dens volumen. Dette er selvfølgelig langt fra tempoet for den kosmologiske inflation, men forskere har grund til at tro, at disse processer er ens.
I følge kosmologer, da udvidelsen af universet bremsedes, blev partikler født fra energien i marken, der genererede inflation. På lignende måde som denne proces, da udvidelsen af KBE-skyen blev langsommere, blev forskellige strukturer født i den, inklusive virvler og specielle enkeltbølger, de såkaldte solitoner. Under samspillet mellem nyfødte partikler i det unge univers blev energien, der blev lagret i dem, frigivet, hvilket førte til opvarmning af stoffet (temperaturen steg til enorme værdier). Cirka det samme blev observeret i samspillet mellem strukturer i BEC.
”Jeg var faktisk overrasket over, hvor godt vores teoretiske beregninger stemte overens med det, vi så i laboratoriet, og hvor godt det fungerede,” indrømmer Campbell.
I fremtiden planlægger forfatterne at studere mere detaljerede de komplekse interaktioner i KBE-skyen på jagt efter nye effekter, hvis kosmologiske analoger senere kan findes i astronomiske observationer.
Salgsfremmende video:
”Det bedste er, at vi takket være disse resultater nu ved, hvordan man designer fremtidige eksperimenter for at få de forskellige effekter, som vi håber at se,” siger Campbell.