В лаборатории получили аналог расширения Вселенной

США

• Наука

Физики Мэрилендского университета в Колледж-Парке смоделировали процессы, подобные тем, которые, предположительно, происходили в ранней Вселенной, включая ее инфляционное расширение и первичный разогрев. Для эксперимента была использована подходящая субстанция - облака холодных атомов, пребывающих в состоянии конденсата Бозе-Эйнштейна, которые являются удобной системой для подобного опыта. Исследователи считают, что получили убедительный результат. Статья с материалами их работы опубликована в журнале Physical Review X.

Специалисты задействовали несколько сотен тысяч холодных атомов натрия-23, пойманных в лазерный тороид. Когда радиус ловушки увеличивали в несколько раз за десятки миллисекунд, конденсат стремительно расширялся со сверхзвуковой скоростью. В ходе эксперимента специалисты могли наблюдать картинку, по которой определяли происходящие изменения некоторых характеристик конденсата со временем - плотности самого конденсата, амплитуды и частоты квантовых колебаний (фононов). Процессы оказались удивительно похожи на те, которые должны были происходить в расширяющейся Вселенной.

В частности, частота фононов становилась меньше, как это и должно было наблюдаться в молодой Вселенной из-за космологического красного смещения. Динамику конденсата удавалось достаточно точно просчитать, лишь учитывая действие определенного затухания, напоминающего хаббловское трение. Как следует из статьи, исследователи зафиксировали передачу энергии "из мод, связанных с однородным расширением по радиусу, в локальные вихри и фононы", в результате чего конденсат нагревался. Специалисты полагают, что последнее является прекрасной интерпретацией стадии первичного разогрева ранней Вселенной, как это предусматривает инфляционная теория.

Как предполагает космологическая гипотеза, на начальном этапе образования мира, однородное поле гипотетического инфлантона, которое было ответственным за ускорение Вселенной, распадалось на отдельные возбуждения, что вызывало быстрое повышение температуры.

Вера Максимова, 22.04.2018 19:05