Återskapa Big Bang Inside Metamaterials

Analogin mellan superfluid heliums fysik och generell relativitetsteori är välkänd. Matematiken som beskriver dessa system är i huvudsak identisk, så att mäta egenskaperna hos ett automatiskt berättar hur det andra beter sig.

Nu har Igor Smolyaninov vid University of Maryland hittat ytterligare en intressant matematisk analogi mellan optiska metamaterial och allmän relativitet. Metamaterial är ämnen där permittiviteten och permeabiliteten har manipulerats på ett sätt som tillåter fin kontroll över ljusets beteende. De är kända för att skapa osynlighetskappor som döljer föremål från insyn.

Men Smolyaninov har en annan idé. Varför inte skapa material som återger ljusets beteende i olika typer av rumstider. Han ger exemplet på ett metamaterial som är en formell motsvarighet till en (2+2) rumtid med två dimensioner av rum och två av tid.

Hans piece de resistance är dock en matematisk demonstration av en händelse där en fasövergång inuti ett (2+2) metamaterial leder till att det plötsligt skapas en 2+1 rumtid (två dimensioner av rum och en av tid) tillsammans med en stor population av partiklar.

Tänk på det ett ögonblick. Vad Smolyaninov beskriver är en optisk analog till Big Bang där en rumtid skapas tillsammans med partiklarna för att befolka den. Det kännetecknande för den här fasövergången tycks vara en sorts toy big bang, säger han.

I princip är det ett experiment som kan göras i labbet där du kan se Big Bang i aktion.

Ref: arxiv.org/abs/0908.2407 : Optiska modeller av Big Bang och icke-triviella rum-tidsmått baserade på metamaterial

Dölj