Átomos que podrían estar tarareando una melodía de la gran sinfonía cósmica
2/5/2018 de Joint Quantum Institute / Physical Review X
Una nube de átomos con forma de anillo en expansión comparte varias características llamativas con el Universo primitivo. Crédito: E. Edwards/JQI.
Un equipo de investigadores que estudia una nube de átomos ultrafríos ha descubierto un comportamiento que se parece asombrosamente al Universo en un microcosmos. Este trabajo forja conexiones nuevas entre la física atómica y la repentina expansión del Universo primitivo.
En varios conjuntos de experimentos, Stephen Eckel (National Institute of Standards and Technology) y sus colaboradores expandieron rápidamente el tamaño de una nube con forma de dónut de átomos, tomando instantáneas durante el proceso. El crecimiento se produce tan rápido que la nube queda resonando, y un zumbido similar puede haberse producido a escalas cósmicas durante la rápida expansión del Universo primitivo, una época a la que los cosmólogos se refieren como el periodo de inflación.
La primera analogía, y la más directa, está relacionada con el modo en que las ondas viajan a través de un medio en expansión. Esta situación no se da con frecuencia en la física, pero se produjo a gran escala durante la inflación. Durante esa expansión, el propio espacio estiró todas las ondas a tamaños mucho mayores y les robó energía a través de un proceso conocido como fricción de Hubble.
En un conjunto de experimentos, los investigadores observaron características similares en su nube de átomos. Imprimieron una onda sonora a la nube (alternando regiones de más átomos y menos átomos alrededor de un anillo, como una onda en el Universo primitivo) y vieron cómo se dispersaba durante la expansión. La onda de sonido se estiró, tal como era esperado, pero su amplitud también disminuyó. Las matemáticas revelaron que este amortiguamiento se parecía a la fricción de Hubble.
