Вперше в історії науковці створили матерію з енергії

Фізики з Університету Британської Колумбії запропонували новий спосіб моделювати явище утворення матерії з енергії, яке у природних умовах спостерігається під час так званого ефекту Швінгера. Зазвичай для цього потрібні електричні поля, що у 100 трильйонів разів перевищують побутові, тому безпосередньо відтворити процес у лабораторії наразі неможливо.

Дослідники використали тонку плівку надплинного гелію‑4, охолодженого до температур, близьких до абсолютного нуля. У цьому стані середовище поводиться як «фрикційний вакуум», у якому замість електронно-позитронних пар виникають пари квантових вихорів, що обертаються у протилежні боки.

Такі вихори вже застосовувалися для лабораторного моделювання чорних дір та інших космічних явищ. Вчені вважають, що плівка гелію‑4 може стати аналогом для вивчення процесів, що відбуваються у вакуумі космосу, у квантових чорних дірах та навіть у найперші моменти існування Всесвіту.

Водночас дослідники наголошують, що аналогія не є повною: квантові вихори поступово втрачають масу, чого не відбувається з парами матерії й антиматерії. Попри це, експерименти з надплинним гелієм дозволяють отримати нове розуміння як фундаментальних фізичних процесів, так і властивостей самого цього унікального стану речовини.

«Це реальні фізичні системи, а не просто моделі. І ми можемо проводити на них експерименти», — підсумував співавтор дослідження доктор Філіп Стемп.

Робота дослідників опублікована у фаховому науковому журналі PNAS.