Dicembre 7, 2022

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Il simulatore quantistico fa luce sull’universo primordiale

Un team di fisici ha utilizzato un “simulatore di campo quantico” per rappresentare un universo piccolo e in espansione fatto di atomi estremamente freddi: la simulazione consente di testare innumerevoli modelli della prima evoluzione dell’universo, portando a una rappresentazione accurata dell’universo in futuro esperimenti. In questo modo, gli scienziati otterranno un’approssimazione approssimativa di alcuni dei meccanismi che potrebbero aver governato lo spaziotempo e la produzione di particelle poco dopo il Big Bang.

Un nuovo studio recentemente pubblicato su Nature descrive una simulazione di un gruppo internazionale di fisici in cui è stato utilizzato lo stato quantistico della materia. Simulazione dell’espansione dell’universo primordiale. L’obiettivo dell’esperimento era esplorare le dinamiche che sarebbero state simili a quelle dell’universo subito dopo il Big Bang in diversi scenari in laboratorio, con la possibilità di spegnere l’intero sistema e dare un’occhiata più da vicino a ogni possibilità, qualcosa che logicamente non può essere fatto con l’universo reale.

Cercando di svelare i misteri più profondi

La verità è che i primi istanti dopo l’origine dell’universo sono ancora avvolti nel mistero, principalmente perché la tecnologia attuale ci impedisce ancora di guardare lontano nel tempo per notare cosa è successo in quella fase iniziale dell’universo. La teoria più ampiamente accettata fino ad oggi lo suggerisce L’universo deve aver subito una massiccia espansione la grande esplosione o un’esplosione inizialema non è ancora chiaro come si sia sviluppata questa rapida fase inflazionistica, e alcune ipotesi ne mettono addirittura in dubbio l’esistenza o la validità per spiegare la forma che alla fine ha raggiunto l’universo.

Ora, i ricercatori mostrano di essere stati in grado di simulare diverse curvature dello spaziotempo nel nuovo studio che avrebbero avuto effetti importanti su Evoluzione dell’universo primordiale. In generale, sono stati in grado di riprodurre su piccola scala alcuni dei termini di un universo in accelerazione, un universo in rallentamento e un universo in continua espansione: ciascuna delle alternative, che sono trattate come opzioni teoriche per l’evoluzione iniziale dell’universo , potrebbe produrre particelle in modi diversi, cosa accadrebbe Ha colpito la struttura ultima dell’universo e tutti quelli che conosciamo oggi.

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Universo di ghiaccio a manica piccola

secondo Articolo – Merce Pubblicato in Interessante Ingegneria, ma gli scienziati sono stati silenziosi 20.000 atomi di potassio – 39 atomi A temperature appena sopra lo zero assoluto, circa meno 273 gradi Celsius. Teoricamente lo zero assoluto è la temperatura minima che una molecola o un oggetto può raggiungere, perché a questo livello non ci sarebbe nessun tipo di vibrazione atomica.

A queste temperature, gli atomi formano una struttura chiamata Condensato di Bose-Einsteinlo stato quantitativo della materia consente agli specialisti Simulazione delle condizioni nell’universo primordialeBuchi neri e altri fenomeni cosmici. Il condensatore utilizzato nell’esperimento era un superfluido, che è stato esposto alle onde sonore come un analogo della luce che brilla nell’universo.

Secondo gli scienziati di A Articolo – Merce Pubblicato su Vice.com, onde sonore Hanno fatto il lavoro delle onde luminose nella cosmologia reale. Poiché hanno le stesse caratteristiche in questo contesto, i ricercatori li hanno usati per simulare diversi scenari piccolo universocome le varie teorie sull’inflazione cosmica o le molteplici variabili della curvatura dello spaziotempo.

Accordo tra simulazione e teoria

Sebbene l’esperimento non sia una simulazione del tutto accurata dell’universo primordiale, fornisce un’approssimazione di alcuni dei meccanismi che potrebbero aver governato quell’universo primordiale: per gli scienziati, i risultati della simulazione forniscono un accordo quantitativo con previsioni analitiche di diverse curvature nell’universo del tempo e dello spazio. In altre parole, La simulazione concorda bene con la teoriaPertanto, può essere utilizzato in studi futuri per testare varie ipotesi sulla nascita e l’evoluzione dell’universo.

Insomma, anche se siamo ancora lontani da una comprensione e una simulazione accurate Le prime fasi dell’universoQuesto lavoro fornisce alla comunità scientifica un importante strumento per condurre simulazioni su alcuni dei meccanismi più importanti Ciò ha plasmato l’universo che conosciamo oggi.

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riferimento

Simulatore di campo quantistico per la dinamica nello spaziotempo curvo. Celia Ferman e Nicholas Lipster et al. Natura (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-022-05313-9