Учёные предложили новый метод обнаружения космических доменных стенок

В свежем выпуске журнала Physical Review Letters учёные опубликовали отчёт о новом исследовании, где они предлагают новый метод для обнаружения доменных стенок космического пространства.

Если некое локально однородное, изотропное, скалярное поле, определяет энергию вакуума, то в местах соприкосновения зон с различным ориентированием такого поля могут образовываться топологические дефекты стабильного характера.

Они могут быть как точечными, нульмерными (магнитные монополи), линейными, одномерными (речь идёт не о суперструнах, а о «простых» космических струнах), двумерными и трёхмерными. Учёных среди всего этого разнообразия заинтересовали на этот раз двумерные – космические доменные стенки.

Возник вопрос: можно ли их зарегистрировать и как это сделать. Исследуя этот непростой вопрос, команда исследователей из Польши, Канады и США, возглавляемая Максимом Поспеловым из канадского викторийского университета, а также Дмитрием Будкером, представителем берклийского университета (Калифорния), взялась за дело.

Исследователи предлагают на данном этапе задействовать магнитометры, где атомы с самого начала будут иметь спин одного типа. Если начнёт действовать внешнее магнитное поле, этот «коллективный» спин будет меняться. Так как определяющее энергетическое состояние вакуума поле скалярно, то на такой магнитометр оно повлиять не сможет, ведь выделенных полюсов или направлений у него нет. Но вот в зонах существования доменных стенок сила такого рода поля должна меняться, и это явление отразится на спине атомов в столь высокочуствительном приборе.

Если у Вселенной эти доменные стенки далеко, то таким образом их вряд ли удастся зарегистрировать. Но, как подсказывают современные представления, они могут в совокупности иметь массу, значительно сопоставимую с массой тёмной материи и энергии. Учёные провели расчёты, в результате которых оказывается, что наша планета, учитывая её скорость движения (одна тысячная от световой) и скорость движения Галактики, проходит через подобные доменные стенки очень часто: за несколько лет – один раз.

Как уверяют Будкер и Поспелов, чуствительность магнитометров, хоть и на пределе, позволит засечь такое прохождение. Да, этому будут препятствовать магнитные шумы от солнечных бурь, линий электропередач и механических машин, и вычленить эффект будет нелегко. Поэтому и необходимо задействовать не менее пяти таких магнитометров. Тогда информация будет достоверной.

На данный момент лишь два магнитометра есть у группы. Один из них в Беркли, а второй – в Кракове (Ягеллонский университет). Нужны ещё три, а значит, нужны инвестиции в 10 миллионов долларов.

Физики, не вовлечённые в данное исследование, отмечают: метот будет действенен в том лишь случае, если доменные космические стенки относительно одна одной неподвижны, и перемещение их связано только с расширением наблюдаемой Вселенной. А если они перемещаются, да ещё и с течением времени исчезают, то и эксперимент организовать будет гораздо сложнее. Но пробовать, уверены они, надо: даже если попытка «засечки» будет неудачна, учёные получат представления о новых ограничениях, связанных с обнаружением доменных космических стенок.