Una camera di vuoto ultrafredda eseguiva una simulazione dell'universo primordiale e presentò alcune scoperte interessanti su come appariva l'ambiente poco dopo il Big Bang.
In particolare, gli atomi si sono raggruppati in schemi simili allo sfondo cosmico a microonde - ritenuto l'eco dell'intenso scoppio che ha formato l'inizio dell'universo. Gli scienziati hanno mappato il CMB a una risoluzione progressivamente più elevata utilizzando diversi telescopi, ma questo esperimento è il primo del suo genere a mostrare come la struttura si è evoluta all'inizio dei tempi quando la comprendiamo.
La teoria del Big Bang (da non confondere con il popolare programma televisivo) ha lo scopo di descrivere l'evoluzione dell'universo. Mentre molti esperti affermano che mostra come l'universo sia venuto "dal nulla", il modello cosmologico di concordanza che descrive la teoria non dice nulla sulla provenienza dell'universo. Si concentra invece sull'applicazione di due grandi modelli di fisica (relatività generale e modello standard di fisica delle particelle). Leggi di più sul Big Bang qui.
Il CMB è, più semplicemente, la radiazione elettromagnetica che riempie l'Universo. Gli scienziati ritengono che mostri un'eco di un tempo in cui l'Universo era molto più piccolo, più caldo e più denso e riempito fino all'orlo di plasma di idrogeno. Il plasma e le radiazioni che lo circondano si raffreddarono gradualmente man mano che l'Universo cresceva. (Maggiori informazioni sul CMB sono qui.) Un tempo, il bagliore del plasma era così denso che l'Universo era opaco, ma la trasparenza aumentava quando si formarono atomi stabili. Ma gli avanzi sono ancora visibili nella gamma delle microonde.
La nuova ricerca ha utilizzato atomi di cesio ultrafreddi in una camera a vuoto dell'Università di Chicago. Quando il team ha raffreddato questi atomi a un miliardesimo di grado sopra lo zero assoluto (che è -459,67 gradi Fahrenheit o -273,15 gradi Celsius), le strutture che hanno visto sono apparse molto simili al CMB.
Estinguendo i 10.000 atomi nell'esperimento per controllare la forte interazione degli atomi tra loro, sono stati in grado di generare un fenomeno che, in termini molto approssimativi, è simile al modo in cui le onde sonore si muovono nell'aria.
"A questa temperatura ultrafredda, gli atomi si eccitano collettivamente", ha affermato Cheng Chin, un ricercatore di fisica dell'Università di Chicago che ha partecipato alla ricerca. Questo fenomeno è stato descritto per la prima volta dal fisico russo Andrei Sakharov ed è noto come oscillazioni acustiche di Sakharov.
Allora perché l'esperimento è importante? Ci consente di seguire più da vicino ciò che è accaduto dopo il Big Bang.
Il CMB è semplicemente un momento congelato del tempo e non si evolve, richiedendo ai ricercatori di approfondire il laboratorio per capire cosa sta succedendo.
"Nella nostra simulazione possiamo effettivamente monitorare l'intera evoluzione delle oscillazioni di Sakharov", ha affermato Chen-Lung Hung, che ha guidato la ricerca, ha ottenuto il suo dottorato di ricerca. nel 2011 all'Università di Chicago, ed è ora al California Institute of Technology.
Sia Hung che Chin pianificano di lavorare di più con gli atomi ultrafreddi. Le future direzioni di ricerca potrebbero includere cose come il funzionamento dei buchi neri o il modo in cui si sono formate le galassie.
Puoi leggere la ricerca pubblicata online su ScienzaSito web.
Fonte: Università di Chicago
