Eksperimentalni stručnjaci reproducirali su analogiju Velikog praska u laboratoriju. Da bi to učinili, koristili su egzotično kvantno stanje tvari poznato kao Bose-Einsteinov kondenzat (BEC). Ostvarenje je opisano u znanstvenom radu objavljenom u časopisu Physical Review X od strane skupine koju je vodila Gretchen Campbell sa Sveučilišta Maryland u Sjedinjenim Državama.
"Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) detaljno je govorio o prirodi KBE. Ovo se stanje može postići hlađenjem tvari na temperature koje se razlikuju zanemarivim dijelovima stupnja od apsolutne nule (-273 ° C). Uobičajeno se koristi za proučavanje kvantne fizike. Međutim, ponekad znanstvenici koriste EBE kao model za globalne astrofizičke procese.
Ovaj put ih je zanimala najranija faza u životu svemira, poznata kao doba inflacije. Vjeruje se da se tada u 10-35 sekundi volumen prostora povećao barem 1030 puta. Početkom ovog procesa smatra se Veliki prasak u modernoj kozmologiji.
"Naše znanje o ovom širenju ograničeno je na ono što možemo razabrati promatrajući [moderni prostor], budući da je razumljivo malo teško stvoriti svemir u laboratoriju", rekao je Campbell, a prenosi Space.com. "Jedan od potencijalnih laboratorijskih modela svemira je rastući BEC, egzotično stanje ultrahladne materije u kojoj se valne funkcije atoma preklapaju, a atomi se ponašaju kao jedno."
Fizičari su ohladili nekoliko stotina tisuća natrij-23 atoma do ultra niske temperature, zbog čega su prešli u stanje BEC. Zatim se u nekoliko serija eksperimenata ovaj oblak proširio nadzvučnom brzinom. Na primjer, u samo milisekundi njegov se volumen učetverostručio. To je, naravno, daleko od stope kozmološke inflacije, ali znanstvenici imaju razloga vjerovati da su ti procesi slični.
Prema kozmolozima, kako se širenje Svemira usporavalo, čestice su nastajale iz energije polja koje je generiralo inflaciju. Slično ovom procesu, kako je širenje oblaka KBE usporavalo, u njemu su se rodile razne strukture, uključujući vrtloge i posebne jednostruke valove, takozvane solitone. Tijekom interakcije novorođenih čestica u mladom Svemiru, oslobođena energija u njima se oslobodila, što je dovelo do zagrijavanja tvari (temperatura se popela na ogromne vrijednosti). Otprilike isto primijećeno je u interakciji struktura u BEC.
"Zapravo sam bio iznenađen koliko su se naši teorijski proračuni poklapali s onim što smo vidjeli u laboratoriju i koliko smo dobro funkcionirali", priznaje Campbell.
U budućnosti, autori planiraju detaljnije proučiti složene interakcije u oblaku KBE u potrazi za novim efektima, čiji će se kozmološki analozi kasnije naći u astronomskim promatranjima.
Promotivni video:
„Najbolji dio je taj što zahvaljujući tim rezultatima sada znamo kako osmisliti buduće eksperimente kako bismo dobili različite efekte za koje se nadamo da ćemo vidjeti“, kaže Campbell.