01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Физика
20 апреля

Расширение Вселенной воссоздано в лаборатории

Dr Chris Fluke/Centre for Astrophysics and Supercomputing/Swinburne University of Technology

Физики реализовали модель расширения Вселенной на основе ультрахолодных атомов. Авторы считают, что полученную систему можно использовать для проверки космологических теорий. Исследование опубликовано в журнале Physical Review X.

В современной физике все большую популярность приобретает лабораторное моделирование одних физических процессов посредством других. Одной из самых удобных систем для манипулирования являются облака холодных атомов, находящихся в состоянии конденсата Бозе — Эйнштейна. Их используют для изучения других феноменов, с которыми сложно экспериментировать непосредственно, таких как сверхтекучее твердое тело, необычные сверхпроводники и черные дыры.

В новой статье физиков из Мэрилендского университета в Колледж-Парке в США показывается, что облако конденсата очень похоже на раннюю Вселенную. В работе используется несколько сотен тысяч холодных атомов натрия-23, пойманных в лазерную ловушку в форме бублика. Затем радиус ловушки увеличивается в несколько раз за несколько десятков миллисекунд, из-за чего конденсат расширяется со сверхзвуковой скоростью. В течение процесса физики получали изображения системы, из которых можно вычислить временную эволюцию плотности конденсата, а также амплитуд и частот характеризующих его фононов — квантов колебаний.

80467b06557571cb0d06b8d7bb5a361c01c79496
Расширяющиеся кольцеобразные облака холодных атомов напоминают раннюю Вселенную
Emily Edwards/University of Maryland

В результате удалось обнаружить аналогии с расширяющейся Вселенной. Во-первых, длины волн фононов в конденсате увеличивались так же, как и во Вселенной вследствие космологического красного смещения. Во-вторых, динамику конденсата можно было точно описать только при учете затухания особого рода, похожего на хаббловское трение из космологии. В-третьих, ученые наблюдали переход энергии из мод, связанных с однородным расширением по радиусу, в локальные вихри и фононы, которые нагревали конденсат. Авторы считают, что этот процесс может быть аналогом стадии первичного разогрева Вселенной в рамках инфляционной космологии, когда однородное поле инфлатона, обеспечивавшее ускоренное расширение ранней Вселенной, распалось на множество возбуждений, которые привели к быстрому росту температуры.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое