Астрофизики из Гейдельбергского университета создала в своей лаборатории аналог ранней Вселенной, используя охлажденные атомы калия. В статье, опубликованной в журнале Nature, ученые рассказывают о симуляторе и том, как его можно использовать.
Понять, что произошло в первые несколько мгновений после Большого взрыва, сложно из-за отсутствия каких-либо доказательств. В итоге, у астрофизиков есть только предположения. Чтобы подтвердить их, ученые строят модели, которые только работают только теоретически. Теперь авторы исследования использовали новый подход, чтобы создать физическую модель в лаборатории. Цель — понять, что происходило сразу после Большого взрыва.
Ученые создали симулятор квантового поля. Согласно основной теории, температура ранней Вселенной была близкой к абсолютному нулю, поэтому исследователи создали очень холодную среду. Затем они добавили атомы калия.
Их охладили чуть выше абсолютного нуля и замедлили с помощью лазеров, что привело к образованию конденсата Бозе — Эйнштейна. Ранее «Хайтек» подробно рассказывал, что это такое.
Создано пятое состояние материи: как физикам это удалось
Затем ученые использовали свет от специально разработанного проектора, чтобы подтолкнуть атомы к правильному расположению. В этой установке сверхтекучие экситоны, известные как фононы, распространяются в двух направлениях.
Управляя их скоростью, астрофизики сымитировали теоретическое распространение волн в ранней Вселенной. Ученые предполагают, что их поведение в сверхтекучей жидкости было чем-то похоже на физику, которая управляла пространством-временем и образованием частиц в те моменты сразу после Большого взрыва.
Один из первых экспериментов, проведенных с использованием симулятора — имитация расширения ранней Вселенной. Ученые наблюдали, как в сверхтекучей жидкости атомы двигаются волнообразно.
