Физики из Германии и Канады обнаружили, что поверхность некоторых кристаллов кремния при сверхнизких температурах среды начинает вести себя таким же образом, как менялась структура Вселенной в процессе ее резкого охлаждения после Большого Взрыва. Это позволяет использовать «замороженный кремний» в качестве аналога ранней Вселенной. Об этом сообщает информационное агентство «ТАСС».

«Результаты наших опытов открывают дорогу не только для создания идеальных кремниевых поверхностей, лишенных дефектов, но и для моделирования так называемого механизма Киббла-Зурека, описывающего процесс формирования топологических дефектов и фазового перехода Вселенной после Большого Взрыва», - пояснил директор Института теоретической физики в Дрездене (Германия) Ральф Шютцхольд. 

Как объясняют ученые, в первые мгновения после Большого Взрыва наша Вселенная не содержала в себе ни одной частицы материи - она была заполнена энергией, которая изначально была предположительно равномерно распределена по быстро растущему пространству. Это, однако, противоречит облику современной Вселенной, в которой материя распределена крайне неоднородно - в ней есть и гигантские скопления галактик, и пустоты между ними.

Около полувека назад американский космолог Том Киббл и польский физик Войцех Зурек предположили, что текущий облик Вселенной сформировался в результате образования в ее толще точечных, одномерных или двумерных дефектов, так называемых монополей, космических струн и доменных стенок. Их спонтанное появление в процессе быстрого расширения Вселенной запустило фазовый переход, в рамках которого ее структура резко изменилась, что привело к образованию всех первичных скоплений материи.

Нечто похожее происходит на поверхности пластин из кремния с определенным типом устройства кристаллов, охлажденных до температуры в минус 83 градуса Цельсия. При достаточно высокой скорости охлаждения на поверхности этих кристаллов возникают точечные и линейные дефекты, аналогичные космологическим струнам и доменным стенкам из теории Киббла-Зурека.

По словам исследователей, данные структуры из нескольких атомов кремния на поверхности пластин, а также порождаемые ими фазовые переходы, можно легко наблюдать при помощи сканирующего туннельного микроскопа. В перспективе это позволит проверять различные сценарии образования Вселенной, а также разработать подходы, позволяющие создавать идеальные кремниевые поверхности с заданной структурой, подытожили физики.

Подготовил Роман БОНДАРЧУК, УзА