Ученые воспроизвели рождение Вселенной

Изображение: NASA

Физики из США, Китая и Германии при помощи петафлопсного компьютера рассчитали условия, воспроизводящие рождение Вселенной. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Ливерморской национальной лаборатории.

Ученые исследовали условия в ранней Вселенной, когда ее возраст не превышал микросекунды. В то время, как считается, материя была нагрета до температуры около десяти триллионов градусов Цельсия и находилась в состоянии кварк-глюонной плазмы — смеси частиц, составляющих адроны (например, протоны и нейтроны).

Ниже указанных температур кварки находятся только в связанных состояниях, образующих адроны. Особенности перехода материи от одного состояния к другому и интересовали специалистов.

В своем исследовании ученые рассчитывали свойства фазового перехода в квантовой хромодинамике (КХД) для условий ранней Вселенной. Особенностью подхода физиков является учет киральной симметрии между правыми и левыми состояниями кварков, которую ранее не удавалось реализовать в вычислительных процедурах.

В основном вычисления, занявшие несколько месяцев, согласуются с полученными еще в 2007 году данными о температурном фазовом переходе в решетчатой КХД. Основной вопрос, который сейчас интересовал ученых, заключается в определении типа фазового перехода: он может быть первого (условно, основные параметры перехода меняются скачкообразно) или второго (параметры меняются гладко) рода, а также кроссовером (промежуточное положение). Результаты ученых свидетельствуют в пользу последнего типа перехода.

Классификация важна для объяснения наблюдаемой асимметрии между веществом и антивеществом во Вселенной (наблюдения в видимой части Вселенной показывают, что частиц много больше, чем античастиц) и самосогласованности моделей инфляционной космологии и суперсимметрии.