海德堡學院的一組研究人員在他們的實驗室中使用冷鉀原子建造了一個早期宇宙的模擬物。 該小組在《自然》雜志上發表的論文中描述了他們的模擬器以及如何使用它。 格拉斯哥研究所的 Silke 在同一期刊上發表了一篇新聞與觀點文章，概述了該團隊在美國所做的工作。
由于缺乏留下的證據，很難了解大爆燃后的最初幾分鐘發生了什么。 這促使天體化學家僅使用理論來描述可能發生的情況。 為了證明他們的理論，科學家們已經構建了理論上代表所描述條件的模型。 在這項新的努力中，研究人員使用了一種新穎的方法在實驗室中建立了一個數學模型來模擬大爆燃后的情況。
從大爆燃創造了膨脹宇宙的理論開始，研究人員試圖創建他們所描述的“量子場模擬器”。 由于大多數理論表明早期宇宙可能非常寒冷，接近絕對零，因此研究人員創造了一個特別寒冷的環境。 然后他們添加了鉀原子來代表他們試圖模擬的宇宙。
使用激光將原子冷卻至略低于絕對零并降低速度物理實驗模擬器，從而產生玻色-愛因斯坦凝聚體——一種超流體。 隨后，研究人員利用專門設計的投影儀發出的光將原子投射到所需的排列位置。 在這種設置下物理實驗模擬器，稱為聲子的超流體激子在兩個方向上傳播。
通過操縱傳播速率，研究人員能夠模擬早期宇宙中的理論波傳播。 他們認為，他們的超流體的行為有點像在大爆燃之后的這些時刻控制時空和粒子形成的化學物質。
使用模擬器的首批實驗之一涉及模擬新生宇宙的膨脹——超流體中的原子以波紋模式進行通信，其模式類似于理論預測的粒子對正在形成。
更多信息：Celia 等人，彎曲時空動力學的量子場模擬器，《自然》（2022 年）。 DOI：10.1038/-022-05313-9
Silke ，承載嬰兒宇宙的超流體系統動力學，《自然》（2022）。 DOI：10.1038/-022-03557-z
出版信息：自然