Гравитационную аномалию после Большого взрыва повторили на Земле

Физики из научно-исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе наблюдали в кристалле гравитационную аномалию, которая произошла сразу после Большого взрыва. Исследование опубликовано в журнале Nature.

В первые мгновения после Большого взрыва вещество Вселенной находилось в состоянии кварк-глюонной плазмы — сверхплотной и очень горячей жидкости, проявляющей необычные квантовые эффекты. Впервые ученым удалось наблюдать один из таких эффектов — гравитационную аномалию — на Земле. Раньше считалось, что такую аномалию можно увидеть только в космосе.

Наблюдать эффект исследователи смогли в так называемых полуметаллах Вейля — своеобразных трехмерных аналогах графена. Электроны в этих кристаллах делятся на две группы, исходя из направления их вращения. Обычно существует равное количество каждого из типов электронов, но, когда исследователи сымитировали гравитационное поле, меняя электроны одного типа в другой и наоборот, они обнаружили, что аномалия неразрывно связана с симметрией в количестве электронов. Так ученым впервые удалось наблюдать гравитационную аномалию на Земле.

«Это невероятно захватывающее открытие. Мы выяснили, что одно и то же нарушение симметрии можно наблюдать в любой физической системе, независимо от того, произошло это в начале рождения Вселенной или же это происходит сегодня, прямо здесь, на Земле», — сообщил автор исследования Карл Ландштайнер.

По словам ученых, открытие пригодится в создании новых твердотельных приборов, чтобы обойти некоторые проблемы, присущие классическим электронным устройствам, таким как транзисторы.