Zespół naukowców z Universität Heidelberg zbudował w swoim laboratorium analog wczesnego wszechświata, wykorzystując schłodzone atomy potasu. W swojej pracy opublikowanej w czasopiśmie Nature, grupa opisuje swój symulator i sposób jego wykorzystania.
Wczesny wszechświat, wizja artystyczna.
Duże w nowym oknie >>
Zrozumienie, co działo się w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu jest trudne ze względu na brak dowodów, które pozostały po nim. Astrofizycy nie mają więc nic poza teorią opisującą to, co mogło się wydarzyć. Aby uwiarygodnić swoje teorie, naukowcy zbudowali modele, które teoretycznie reprezentują opisywane warunki. W tym nowym przedsięwzięciu naukowcy zastosowali nowe podejście do budowy modelu fizycznego w swoim laboratorium, aby zasymulować warunki tuż po Wielkim Wybuchu.
Wychodząc z teorii, że Wielki Wybuch dał początek rozszerzającemu się wszechświatowi, naukowcy starali się stworzyć coś, co opisują jako "symulator pola kwantowego". Ponieważ większość teorii sugeruje, że wczesny wszechświat był bardzo zimny, bliski zeru absolutnemu, badacze stworzyli środowisko, które było bardzo zimne. Następnie dodali atomy potasu, aby reprezentować wszechświat, który próbowali symulować.
Atomy zostały schłodzone do poziomu nieco powyżej zera absolutnego i spowolnione za pomocą laserów, co spowodowało powstanie kondensatu Bosego-Einsteina - rodzaju superfluidu. Następnie badacze użyli światła ze specjalnie zaprojektowanego projektora, aby popchnąć atomy w pożądane układy. W takim układzie superpłynne ekscytony znane jako fonony rozchodzą się w dwóch kierunkach.
Manipulując prędkością propagacji, badacze byli w stanie naśladować teoretyczną propagację fal we wczesnym wszechświecie. Sugerują, że zachowanie ich superfluidu było nieco podobne do fizyki, która rządziła czasoprzestrzenią i produkcją cząstek w momentach tuż po Wielkim Wybuchu.
Jeden z pierwszych eksperymentów przeprowadzonych przy użyciu symulatora polegał na naśladowaniu ekspansji wczesnego Wszechświata - atomy w superfluidzie poruszały się we wzorze fali w sposób podobny do tego, co zostało przewidziane przez teorię w przypadku tworzenia się par cząstek.
Źródło: Nature.come: Quantum field simulator for dynamics in curved spacetime
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz