Аналогія між властивостями метаматеріалів і простору-часу дозволить відтворити «в пробірці» деякі події часів Великого Вибуху.
Насправді, аналогія між властивостями надплинного гелію і Загальною Теорією Відносності (ОТГ) була помічена досить давно: математичний апарат, що описує ту та іншу систему, виявляється ідентичний. Отже, досліджуючи властивості однієї з них, ми «автоматично» дізнаємося нове і про інше. Детальніше про цю дивовижну фазу рідини - надплинну - можна прочитати в статті «Холодний розрахунок».
А нещодавно наш колишній співвітчизник, який працює в США Ігор Смолянінов виявив ще одну вкрай цікаву і корисну аналогію між ОТГ і метаматеріалами. Композитна структура метаматеріалів дозволяє їм проявляти властивості, нехарактерні (наскільки нам відомо) для природних матеріалів. Мова про негативний коефіцієнт заломлення.
Інакше кажучи, через особливості мікроструктури метаматеріалу світло поширюється незвичайним чином - більш того, маніпулюючи структурою, ми можемо впливати на поведінку світла, що проходить через метаматеріал. Це навіть дозволяє сподіватися, що в один прекрасний день на цій основі буде створений справжній плá-невидимка, про що ми розповідали в замітці «Теоретично, не бачу».
Однак ідея Смолянінова полягає в іншому: конструюванні метаматеріалу, в якому світло поводилося б відповідно до різних структур простору-часу. Наприклад, він математично розрахував необхідні властивості метаматеріалу, який є аналогом 2 + 2-мірного простору-часу (2 вимірювання простору і 2 часу, замість 3 просторових і 1 тимчасового, як у нашому світі). При цьому було показано, що в певний момент такий простір-час спонтанно переходить в 2 + 1, породжуючи велику кількість елементарних частинок.
Таким чином, придумавши оригінальний підхід для вивчення Великого Вибуху, Смолянінов вже з успіхом застосував його, показавши, що «фазовий перехід» простору-часу викликає появу частинок. Більш того, цю подію цілком можна спробувати провести і в лабораторії, створивши свого роду «іграшковий Великий Вибух».
Публікація physics arXiv blog