Рубрика: Физика
Лабораториска имитација на инфлаторната фаза на универзумот
Автор: Петар Лагудин
Објавено на 08.05.2018 - 13:45

Во секојдневниот живот ние познаваме само 3 агрегатни состојби на материјата: цврста, течна и гасовита состојба, и нив лесно ги препознаваме со нашите сетила. Меѓутоа, надвор од нашите сетила постојат и други агрегатни состојби, на пример, плазмата својствена за материјата во најраниот универзум. Во најново време, откриена е и петта агрегатна состојба т.н. Бозе-Ајнштајнов кондензат, којашто настанува кога некој суперразреден гас се лади до температура многу блиска до апсолутната нула (-273,15°C односно 0°K). Својствено на оваа агрегатна состојба е што бозоните ја заземаат најниската квантна состојба, а тоа овозможува квантните ефекти да станат видливи за лабораториско следење. Токму затоа, оваа агрегатна состојба има значајна улога во науката како погодна за лабораториски научни истражувања од областа на физиката, коишто можат да ни откријат нови феномени, инаку недостапни за нашите сетила.

За првпат, овој метод беше употребен во 1995 година, за проучување на суперспроводливоста, магнетизмот и црните дупки. Но, со развојот на криогенската техника (разладување до екстремно ниски температури), овој метод во најново време стана употреблив и за лабораториска симулација на хипотетичната фаза – космичката инфлација, кога нашиот универзум, веднаш по Биг-Бенгот почнал да се шири со брзина поголема од брзината на светлината. Токму таква симулација беше реализирана од екипа истражувачи главно од Националниот институт за стандарди и технологија во Геjтерсбург, Мериленд, САД, под раководство на Стивен Екeл (Stephen Eckel), а истражувањето беше објавено во списанието Physical Review.

Екипата формирала Бозе-Ајнштајнов кондензат со ладење на натриум-23 (изотоп на натриумот) во гасовита состојба, на екстремно ниска температура. Гасот бил разреден до густина од 100 илјадити дел од густината на воздухот и со помош на ласери бил “заробен” во магнетска стапица, со цел да остане компактен. Понатаму, за да ја симулираат инфлаторната космичка експанзија, екстремно брзо, со суперсонична брзина, бил зголемен радиусот на кондензатот. Потоа, со анализа на снимката од експериментот, тимот идентификувал 3 различни процеси во различни временски интервали, аналогно со процесите содржани во теоријата за почетокот на универзумот, а кои се својствени само за инфлаторната експанзија:  1 – “растегнување” на брановата должина на светлинските кванти (фотоните), појава позната како “црвено поместување” (redshift);  2 – eфектот “Хаблово триење” (Hubble friction), којшто претставува загуба на енергијата на светлинските бранови при инфлаторната експанзија; 3 – процесот по завршување на инфлаторната експанзија, кога универзумот преминал од глобално ладење кон затоплување, како последица од формирањето на ѕвездите и галаксиите.

Со оглед на тоа што овие процеси се содржани во теоријата за почетокот на универзумот, произлегува дека експериментот беше верна симулација на оваа теорија.

За крај, еве ја изјавата на лидерот на екипата, Стивен Екл: ”Гледано од перспектива на атомската физика, експериментот точно ја симулираше фазата на инфлаторната експанзија на универзумот, и со тоа ја поткрепи актуелната теорија за неговиот почеток, па според тоа, овој метод може да се употребува за тестирање и на други научни теории” .

Клучни зборови: