Uma equipe de pesquisadores da Universität Heidelberg construiu um análogo do universo primitivo em seu laboratório usando átomos de potássio resfriados. Em seu artigo publicado na revista Nature, o grupo descreve seu simulador e como ele pode ser usado. Silke Weinfurtner, da Universidade de Nottingham, publicou um artigo News & Views na mesma edição da revista descrevendo o trabalho realizado pela equipe na Alemanha.
Compreender o que ocorreu durante os primeiros momentos após o Big Bang é difícil devido à falta de evidências deixadas para trás. Isso deixa os astrofísicos com nada além de teoria para descrever o que pode ter acontecido. Para dar credibilidade às suas teorias, os cientistas construíram modelos que representam teoricamente as condições descritas. Nesse novo esforço, os pesquisadores usaram uma nova abordagem para construir um modelo físico em seu laboratório para simular as condições logo após o Big Bang.
Começando com a teoria de que o Big Bang deu origem a um universo em expansão, os pesquisadores procuraram criar o que descrevem como um “simulador de campo quântico”. Como a maioria das teorias sugere que era provável que o universo primitivo fosse muito frio, próximo do zero absoluto, os pesquisadores criaram um ambiente muito frio. Eles então adicionaram átomos de potássio para representar o universo que estavam tentando simular.
Os átomos foram resfriados até um pouco acima do zero absoluto e desacelerados usando lasers, resultando na formação de um condensado de Bose-Einstein – um tipo de superfluido. Os pesquisadores então usaram a luz de um projetor especialmente projetado para empurrar os átomos para os arranjos desejados. Sob a configuração, éxcitons superfluidos conhecidos como fônons se propagam em duas direções.
Ao manipular a velocidade de propagação, os pesquisadores conseguiram imitar a propagação de ondas teorizada no universo primitivo. Eles sugerem que o comportamento de seu superfluido era um pouco semelhante à física que governava o espaço-tempo e a produção de partículas naqueles momentos logo após o Big Bang.
Um dos primeiros experimentos conduzidos usando o simulador envolveu imitar a expansão do universo primitivo – os átomos no superfluido se moviam em um padrão de ondulação de maneira semelhante ao que foi previsto pela teoria se pares de partículas estivessem sendo criados.
Publicado em 12/11/2022 07h13
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