Experti reprodukovali v laboratoři analog velkého třesku. K tomu použili exotický kvantový stav hmoty známý jako Bose-Einsteinův kondenzát (BEC). Úspěch je popsán ve vědecké práci publikované v časopise Physical Review X skupinou vedenou Gretchen Campbell z University of Maryland ve Spojených státech.
"Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) hovořil podrobně o povaze KBE. Tento stav lze získat ochlazením látky na teploty, které se liší zanedbatelnými frakcemi stupně od absolutní nuly (-273 ° C). Obvykle se používá ke studiu kvantové fyziky. Vědci však někdy používají EBE jako model pro globální astrofyzikální procesy.
Tentokrát se zajímali o nejranější fázi života ve vesmíru, známou jako éra inflace. Předpokládá se, že za 10 až 35 sekund se objem prostoru zvýšil alespoň 1030krát. Začátek tohoto procesu je považován za Velký třesk v moderní kosmologii.
"Naše znalost této expanze je omezena na to, co můžeme zjistit pozorováním [moderního prostoru], protože je pochopitelně trochu obtížné vytvořit vesmír v laboratoři," citoval Campbell Space.com. "Jedním z potenciálních laboratorních modelů vesmíru je rozšiřující se BEC, exotický stav ultracold hmoty, kde se vlnové funkce atomů překrývají a atomy se chovají jako jeden."
Fyzici zchladili několik set tisíc atomů sodíku-23 na ultranízkou teplotu, díky níž přešli do stavu BEC. Poté, v několika sériích experimentů, se tento oblak rozšířil nadzvukovou rychlostí. Například za pouhou milisekundu se jeho objem ztrojnásobil. To samozřejmě není daleko od míry kosmologické inflace, ale vědci mají důvod se domnívat, že tyto procesy jsou podobné.
Podle kosmologů se expanze vesmíru zpomalila, částice se rodily z energie pole, které generovalo inflaci. Podobně jako v tomto procesu, jak se zpomalila expanze oblaku KBE, v něm se zrodily různé struktury, včetně vírů a zvláštních jednotlivých vln, tzv. Solitonů. Během interakce novorozených částic v mladém vesmíru byla uvolněna energie v nich uložená, což vedlo k zahřátí látky (teplota vzrostla na obrovské hodnoty). Přibližně stejné bylo pozorováno při interakci struktur v BEC.
"Vlastně mě překvapilo, jak dobře se naše teoretické výpočty shodují s tím, co jsme viděli v laboratoři, a jak dobře to fungovalo," připouští Campbell.
V budoucnu autoři plánují podrobněji studovat komplexní interakce v cloudu KBE při hledání nových efektů, jejichž kosmologické analogy lze později nalézt v astronomických pozorováních.
Propagační video:
"Nejlepší na tom je, že díky těmto výsledkům nyní víme, jak navrhnout budoucí experimenty, abychom získali různé efekty, které doufáme, že uvidíme," říká Campbell.