Гравітаційний ефект Великого Вибуху у лабораторному кристалі

Екзотичний ефект у фізиці часток, який імовірно стався у величезних гравітаційних полях, – поблизу чорної діри або в умовах відразу після Великого вибуху, – був помічений в шматку матеріалу в лабораторії, повідомляють фізики.

Команда на чолі з фізиком Йоганн Гут в IBM Research недалеко від Цюриха, Швейцарія, говорить, що вони бачили доказ давно передбаченого ефекту, що називається осьовою гравітаційною аномалією 1. У ньому говориться, що величезні гравітаційні поля, які описують загальну теорію відносності в результаті величезних мас, що вигинають простір-час, повинні руйнувати симетрію окремих видів часток, які зазвичай приходять в пари дзеркального зображення, створюючи більше однієї частки і менше іншої.

У лабораторії неможливо створити умови, необхідні для доказу цього незвичайного порушення фундаментального “закону про збереження”. Але дослідники використали своєрідну паралель між гравітацією і температурою, щоб створити лабораторний аналог аномалії в кристалах фосфіду ніобію. “Ця аномалію настільки важко виміряти, що навіть непрямі докази є серйозним проривом”, – говорить член команди Адольфо Грушин з Каліфорнійського університету у Берклі. Дослідники виміряли провідність їх кристалічного фосфіду ніобію – який відомий як напівметал Вейля – в мікроелектронному ланцюзі. Коли вони застосовували температурний градієнт і магнітне поле, вони бачили індукований електричний струм, що створюється дисбалансом у двох типах ферміону Вейля: число лівих квазічастинок, що рухаються в одному напрямі через зразок, було не таким, як число правих, таких, що рухаються в протилежному напрямі. Навіть більше, “поведінка струму при зміні магнітного поля – саме те, що передбачає теорія осьової гравітаційної аномалії”, – говорить Грушин. Він говорить, що це підтверджує, що гравітація взаємодіє з квантовими полями, як це показано теорією відносності Ейнштейна. Грушин підозрює, що розуміння того, як ця аномалія проявляється в цих матеріалах, повинна привести до нової фізики. І IBM також сподівається, що виявлення може бути використане в електроніці, оскільки воно генерує електричний струм усередині кристала фосфіду ніобію.  Пристрої, які експонують аномалію, можуть підвищити ефективність матеріалів, які можуть генерувати електричну енергію від градієнтів температури.