Para peneliti telah mereproduksi analog Big Bang di laboratorium. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan keadaan kuantum materi eksotis yang dikenal sebagai kondensat Bose-Einstein (BEC). Pencapaian tersebut dijelaskan dalam makalah ilmiah yang diterbitkan dalam jurnal Physical Review X oleh kelompok yang dipimpin oleh Gretchen Campbell dari University of Maryland di Amerika Serikat.
"Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) berbicara secara rinci tentang sifat KBE. Keadaan ini dapat diperoleh dengan mendinginkan zat ke suhu yang berbeda dengan fraksi derajat yang dapat diabaikan dari nol absolut (-273 ° C). Ini biasanya digunakan untuk mempelajari fisika kuantum. Namun, terkadang para ilmuwan menggunakan EBE sebagai model untuk proses astrofisika global.
Kali ini mereka tertarik pada tahap paling awal dalam kehidupan alam semesta, yang dikenal dengan era inflasi. Diyakini bahwa kemudian dalam 10-35 detik volume ruang meningkat setidaknya 1030 kali lipat. Awal dari proses ini disebut Big Bang dalam kosmologi modern.
"Pengetahuan kami tentang perluasan ini terbatas pada apa yang dapat kami temukan dengan mengamati [ruang modern], karena agak sulit untuk membuat alam semesta di laboratorium," kata Campbell, Space.com. "Salah satu model laboratorium potensial Alam Semesta adalah BEC yang mengembang, keadaan eksotis materi ultra dingin di mana fungsi gelombang atom tumpang tindih dan atom berperilaku sebagai satu."
Fisikawan telah mendinginkan beberapa ratus ribu atom natrium-23 ke suhu yang sangat rendah, yang menyebabkan mereka masuk ke keadaan BEC. Kemudian, dalam beberapa rangkaian percobaan, awan ini meluas dengan kecepatan supersonik. Misalnya, hanya dalam satu milidetik, volumenya menjadi empat kali lipat. Ini, tentu saja, jauh dari laju inflasi kosmologis, tetapi para ilmuwan punya alasan untuk percaya bahwa proses ini serupa.
Menurut ahli kosmologi, seiring dengan melambatnya perluasan alam semesta, partikel-partikel terlahir dari energi medan yang menghasilkan inflasi. Serupa dengan proses ini, seiring dengan melambatnya perluasan awan KBE, berbagai struktur lahir di dalamnya, termasuk pusaran dan gelombang tunggal khusus, yang disebut soliton. Selama interaksi partikel baru lahir di alam semesta muda, energi yang tersimpan di dalamnya dilepaskan, yang menyebabkan pemanasan zat (suhu naik ke nilai yang sangat tinggi). Kira-kira hal yang sama diamati dalam interaksi struktur di KBG.
“Saya benar-benar terkejut melihat seberapa baik perhitungan teoritis kami cocok dengan apa yang kami lihat di lab dan seberapa baik hasilnya,” aku Campbell.
Di masa depan, penulis berencana untuk mempelajari lebih detail interaksi kompleks di awan KBE untuk mencari efek baru, analog kosmologis yang nantinya dapat ditemukan dalam pengamatan astronomi.
Video promosi:
“Bagian terbaiknya adalah berkat hasil ini, kami sekarang tahu bagaimana merancang eksperimen masa depan untuk mendapatkan efek berbeda yang kami harapkan,” kata Campbell.
