Изучая новые математические модели, исследования в области современной физики позволяют поставить под сомнение общепринятые законы, объясняющие окружающий мир. Иногда близкие к научной фантастике, иногда более согласованные, некоторые современные теории предлагают новый взгляд на Вселенную. Американские исследователи только что выявили, используя два наложенных друг на друга листа графена, возможность взаимодействия второй вселенной с нашей.
Изучая слои графена (состоящие из углеродных шестиугольников) с повторяющимися узорами, два исследователя из Университета Мэриленда случайно обнаружили удивительное свойство. Когда растянутый и изогнутый лист углерода помещается поверх другого изогнутого листа, новый рисунок оказывает непосредственное влияние на электропроводность. Затем исследователи поняли, что результаты этих экспериментов похожи на "малые вселенные", и что данное явление можно распространить и на другие области. Если бы две вселенные (одной из которых была бы наша) взаимодействовали друг с другом, то эта физическая модель могла бы быть применима, говорят они. Другими словами, реальность, параллельная нашей, может существовать.
Применяясь ко всей Вселенной, космологическая модель может предсказать и объяснить некоторые особенности нашей Вселенной, такие как ее ускоренное расширение и бозон Хиггса - элементарная частица, которая может объяснить массу других частиц.
В деталях, узоры, называемые "муаровыми узорами", придают двум листам углеродного материала особые электрические свойства. Они образуются, когда два повторяющихся рисунка накладываются друг на друга, а один из слоев скручивается, смещается или растягивается. Повторение этих узоров изменяет физику материала и поведение электронов.
Исследователи сообщают, что в случае "графена с магическим углом" муаровый узор повторяется на длине, примерно в 52 раза превышающей длину узора в отдельных листах. Затем энергетический уровень, управляющий поведением электронов, резко понижается, обеспечивая новые формы поведения, такие как сверхпроводимость.
Для проведения своих экспериментов исследователи также обратили внимание на масштаб рассматриваемой Вселенной: масштаб длины (или физической величины в целом) характеризует уровень точности. Например, если рассматривать размер атома, то десятая доля миллиметра - это много, но ничтожно мало в масштабах футбольного поля - эти два масштаба слишком разные. Следует отметить, что различные области физики накладывают фундаментальные ограничения на некоторые из масштабов (меньшие и большие), и это придает смысл уравнениям (например, классическая физика против квантовой).
В данном случае использовалась длина Планка (связанная с космологической постоянной). Чтобы определить ее значение, придется измерить несколько деталей во Вселенной - например, скорость, с которой галактики удаляются друг от друга, — включить их в уравнения и вычислить значение константы. Однако сочетание релятивистских и квантовых эффектов создает определенные трудности в этом деле. Муаровые узоры могли бы пролить свет на эту проблему, поскольку они могут создавать значительные различия в масштабе.
В предварительной работе исследователи уже рассматривали теорию двух взаимодействующих вселенных, называемых "двумя мирами". Каждая из них была бы завершена сама по себе, наполнена соответствующими наборами материи и полей. Но новая модель исследует больше, предполагая, что два взаимодействующих мира могут объяснить слабую космологическую постоянную. Эти результаты могут дать ответы на многие нерешенные вопросы о некоторых противоречивых или запутанных законах физики.