物理学者は、真空チャンバー内で極低温のセシウム原子を使用した実験で、宇宙マイクロ波背景放射に似たパターンを再現することに成功しました。これは、ビッグバンの状態の少なくとも一部を再現する最初の実験です。
宇宙マイクロ波背景放射 (CMB または CMBR) は、基本的にはビッグバンから残った熱放射です。これは、宇宙全体でかなりの均一性を示しているように見えるため、天体物理学者にとって非常に興味深いものです (どこを探してもほぼ同じ値を持っています)。十分に感度の高い電波望遠鏡で星や銀河の間の「空隙」を分析すると、かすかな背景の輝きが見られます。これは、すべての方向でほぼ同じで、何にも関連付けられていません。グローは、マイクロ波スペクトルで最もエネルギーがあります。そのむしろ偶然の発見は 1964 年に行われ、発見者は 1978 年にノーベル賞を受賞しました。
この放射線はビッグバンの反響と考えることができます。これを研究することで、「誕生」から約 380,000 年後に宇宙がどのように見えたかがある程度明確になります。あまり前にも後にも行きません。基本的には過去のスナップショットです。しかし、特定の条件下では、真空チャンバー内で絶対零度よりも 10 億分の 1 高い温度まで冷却された原子の雲が、ビッグバンに続くものと同様の現象を示すことが判明しました。
これは、宇宙学者が推測したものとうまく相関しています:
チンの研究室でシミュレートされた小さな宇宙は、直径が 70 ミクロン (人間の髪の毛とほぼ同じ大きさ) しかありませんでしたが、宇宙のサイズに関係なく、物理学は同じです。
しかし、重要な違いがあります。これは、私たちにとって非常に有利に働きます:
必要に応じて、ビッグバンを非常に単純化した用語で、大きなブームを起こした爆発と考えることができます!これらの音波は互いに干渉し始め、複雑なパターン、いわゆるサハロフ音響振動を作り出しました。
これは確かに、幼児期の宇宙についてもっと知るための強力なツールですが、これは最初のステップにすぎません。チンと彼のチームは、これらのサハロフ振動を使用して、さまざまな初期条件でのこの 2 次元超流動の特性を研究し、その結果を宇宙学者によって観測されたものと照合することを計画しています。彼らは同じタイプの実験を使用しますが、銀河の形成やブラック ホールのダイナミクスなど、宇宙論の他の分野にも手を広げます。
興味深いことに、このチームには誰も宇宙論者ではありませんでした。
ジャーナル参照:C.-L. Hung、V. Gurarie、C. Chin。宇宙論から冷たい原子へ:クエンチされた原子超流動におけるサハロフ振動の観測。 DOI:10.1126/science.1237557