Probabil că aţi văzut videoclipuri cu ferofluide sub formă de ţepi care se ridică atunci când ferofluidul este în apropierea unor magneţi sau modelându-se în sculpturi realizate de artişti ai câmpurilor magnetice. Dar dacă nu sunt doar simple realizări artistice?
Dacă ferofluidele pot deveni modele care permit oamenilor de ştiinţă să înveţe despre multivers?
Cercetătorii de la Universitatea din Maryland şi Universitatea Towson au sugerat că studierea ferofluidelor ar putea fi o cale de a înţelege modul de formare a multiversurilor. Aceasta a dus mai întâi la un interes pentru metamateriale, ca o modalitate de a modela comportamentul fizic. Metamaterialele sunt materiale create de om şi prezintă caracteristici care nu pot fi întâlnite la materialele naturale. Întâmplător, aceste metamateriale au un comportament care coincide în câteva dintre caracteristici cu cele ale altor componente ale universului fizic. De fapt, cercetătorii susţin că aplicând un câmp magnetic intens vidului din spaţiu acesta se comportă ca un metamaterial.
Ei şi-au îndreptat atenţia în mod special asupra ferofluidelor, care sunt fluide cu filamente metalice suspendate de ele. Atunci când li se aplică un câmp magnetic, ferofluidele creează structuri solide complicate. Ele nu sunt metamateriale în sine, dar în anumite condiţii, ferofluidele formează coloane micuţe şi grupuri de fire care funcţionează ca metamateriale. Mai precis, ele formează metamateriale hiperbolice. Materialele hiperbolice joacă feste luminii; lumina mişcându-se într-un anumit fel interacţionează cu materialul ca şi cum ar fi un metal, în timp ce deplasându-se în alt fel va interacţiona cu materialul ca şi cum acesta ar fi sticlă transparentă. Cercetătorii menţin ferofluidele într-un stadiu situat imediat înainte de transformarea lor într-un metamaterial hiperbolic şi lasă ca fluctuaţiile termice aleatorii să le lovească astfel încât să dezvolte spontan locaşuri de metamaterial hiperbolic.
Acest fenomen este destul de interesant, dar oamenii de ştiinţă consideră că studierea materialului şi a fluctuaţiilor sale ne poate învăţa despre micile multiversuri care apar şi dispar în universul mai mare. Modul în care se mişcă lumina prin acest material este analog cu modul în care oamenii îşi imaginează spaţiu-timpul minkowskian. Acesta este un spaţiu-timp cu patru dimensiuni, din care trei sunt dimensiuni fizice la care se adaugă o dimensiune suplimentară care semnifică timpul. Din păcate, fiinţele umane nu pot vedea timpul ca o dimensiune fizică. (Notă: dacă puteţi face asta, vă rugăm să ne contactaţi pentru un interviu). Locaşurile de metamaterial hiperbolic din ferofluid pot fi interpretate ca spaţiu-timp minkowskian în două dimensiuni, cu a treia dimensiune semnificând timpul. Acestea pot fi văzute de oameni şi, chiar dacă nu reprezintă o copie perfectă a spaţiu-timpului minkowskian regulat, ele sunt totuşi un model bun. Aşadar, fluctuaţiile termice din aceste ferofluide ne pot oferi o imagine a modului în care apar multiversurile în spaţiu-timpul cvadridimensional al Universului nostru.
Via: arXiv.
Traducere de Mircea Ştefan Moldovan după Physicists discover what a multiverse might really be like.
