Всеобщая теория, объясняющая фундаментальные принципы построения Вселенной, сейчас является самой популярной научной идеей. Для ее проверки создаются специальные модели, позволяющие прибегнуть к изучению вопроса в лабораторных условиях. Теория струн – таково второе название всеобщей теории – подразумевает, что все наблюдаемые во Вселенной процессы являются результатом взаимодействия одномерных протяженных объектов, называемых квантовыми струнами.
Согласно этой доктрине даже пространство и время - всего лишь одни из проявлений бесконечного разнообразия форм, способных рождаться от этого взаимодействия. Преимущества теории струн видны сразу. Она позволяет все события в мире описать при помощи одних и тех же первоисточников. Однако доказательства этой теории пока являются лишь косвенными, и подтверждение им ученым еще предстоит найти.
Для экспериментального решения сразу в нескольких лабораториях мира создаются компактные модели, получившие название "Галактики в пробирке". В условиях сверхнизких температур физики осуществляют комбинацию из жидкого гелия и магнитных полей, дающую представление о том, как выглядел молодой космос. Одна из таких научных групп – британские ученые из Университета Ланкастера – смогла с помощью подобной модели доказать одно из "недоказуемых" положений теории струн. Они создали в пробирке ситуацию, подобную той, что предшествовала Большому Взрыву.
Всеобщая теория гласит, что квантовые струны образуют браны (производная от слова "мембрана") – трехмерные объекты, помещенные в многомерное пространство. Столкновение двух бран способно вызвать большой энергетический выброс, ведущий к процессу "раздувания", образующему новую Вселенную. Именно так, по предположению сторонников теории струн, произошел Большой Взрыв и последовавший за ним рост нашей Вселенной. Оставалось только получить доказательства – взять две браны, каждая из которых по размерам сравнима с Вселенной, заставить их столкнуться и пронаблюдать за тем, что будет происходить.
Однако у этой эксперимента нашелся более простой аналог: английский физики приудмали способ эмулировать подобные процессы в пробирке с жидким гелием. Руководитель проекта Ричард Хейли предложил изучить столкновение бран на примере взаимодействия двух слоев гелия в разном физико-химическом состоянии. В металлический цилиндр размерами 8 на 45 миллиметров физики поместили изотоп гелия, известный как гелий-3 и состоящий из двух протонов и одного нейтрона. Содержимое было охлаждено до температуры 150 микроКельвинов выше абсолютного нуля. При этой температуре гелий-3 вошел в супержидкое состояние, а образующие его атомы расположились упорядоченно, так что призрачные квазичастицы смогли пролетать насквозь без столкновений.
В полученной структуре быстро установилось "нарушение симметрии" - феномен, который является первообразующим для всех сил в мире, кроме гравитации. Фактически, гелий-3 разделился на два разных состояния вещества, которые экспериментаторы промаркировали как А-фаза и В-фаза. Манипулируя магнитными полями, ученые разделили содержимое контейнера на трехслойный "бутерброд" – по краям вещество в В-фазе, а между ним прослойка из гелия-3 в А-фазе. Затем, ослабив магнитное поле, физики заставили две части в В-фазе ступить во взаимодействие.
Ричард Хейли говорит, что получившийся результат очень похож на то, как могли бы столкнуться две браны. И хотя гелий сильно отличается от космического вакуума, небольшая математическая корректировка позволит использовать полученные результаты в рамках теории струн.
Согласно этой доктрине даже пространство и время - всего лишь одни из проявлений бесконечного разнообразия форм, способных рождаться от этого взаимодействия. Преимущества теории струн видны сразу. Она позволяет все события в мире описать при помощи одних и тех же первоисточников. Однако доказательства этой теории пока являются лишь косвенными, и подтверждение им ученым еще предстоит найти.
Для экспериментального решения сразу в нескольких лабораториях мира создаются компактные модели, получившие название "Галактики в пробирке". В условиях сверхнизких температур физики осуществляют комбинацию из жидкого гелия и магнитных полей, дающую представление о том, как выглядел молодой космос. Одна из таких научных групп – британские ученые из Университета Ланкастера – смогла с помощью подобной модели доказать одно из "недоказуемых" положений теории струн. Они создали в пробирке ситуацию, подобную той, что предшествовала Большому Взрыву.
Всеобщая теория гласит, что квантовые струны образуют браны (производная от слова "мембрана") – трехмерные объекты, помещенные в многомерное пространство. Столкновение двух бран способно вызвать большой энергетический выброс, ведущий к процессу "раздувания", образующему новую Вселенную. Именно так, по предположению сторонников теории струн, произошел Большой Взрыв и последовавший за ним рост нашей Вселенной. Оставалось только получить доказательства – взять две браны, каждая из которых по размерам сравнима с Вселенной, заставить их столкнуться и пронаблюдать за тем, что будет происходить.
Однако у этой эксперимента нашелся более простой аналог: английский физики приудмали способ эмулировать подобные процессы в пробирке с жидким гелием. Руководитель проекта Ричард Хейли предложил изучить столкновение бран на примере взаимодействия двух слоев гелия в разном физико-химическом состоянии. В металлический цилиндр размерами 8 на 45 миллиметров физики поместили изотоп гелия, известный как гелий-3 и состоящий из двух протонов и одного нейтрона. Содержимое было охлаждено до температуры 150 микроКельвинов выше абсолютного нуля. При этой температуре гелий-3 вошел в супержидкое состояние, а образующие его атомы расположились упорядоченно, так что призрачные квазичастицы смогли пролетать насквозь без столкновений.
В полученной структуре быстро установилось "нарушение симметрии" - феномен, который является первообразующим для всех сил в мире, кроме гравитации. Фактически, гелий-3 разделился на два разных состояния вещества, которые экспериментаторы промаркировали как А-фаза и В-фаза. Манипулируя магнитными полями, ученые разделили содержимое контейнера на трехслойный "бутерброд" – по краям вещество в В-фазе, а между ним прослойка из гелия-3 в А-фазе. Затем, ослабив магнитное поле, физики заставили две части в В-фазе ступить во взаимодействие.
Ричард Хейли говорит, что получившийся результат очень похож на то, как могли бы столкнуться две браны. И хотя гелий сильно отличается от космического вакуума, небольшая математическая корректировка позволит использовать полученные результаты в рамках теории струн.