211service.com
De oerknal in metamaterialen recreëren
De analogie tussen de fysica van supervloeibaar helium en de algemene relativiteitstheorie is bekend. De wiskunde die deze systemen beschrijft, is in wezen identiek, dus het meten van de eigenschappen van het ene vertelt je automatisch hoe het andere zich gedraagt.
Nu heeft Igor Smolyaninov van de Universiteit van Maryland nog een interessante wiskundige analogie gevonden tussen optische metamaterialen en de algemene relativiteitstheorie. Metamaterialen zijn stoffen waarin de permittiviteit en permeabiliteit zijn gemanipuleerd op een manier die fijne controle over het gedrag van licht mogelijk maakt. Ze zijn beroemd om het maken van onzichtbaarheidsmantels die objecten aan het zicht onttrekken.
Maar Smolyaninov heeft een ander idee. Waarom geen materialen maken die het gedrag van licht in verschillende soorten ruimtetijden reproduceren. Hij geeft het voorbeeld van een metamateriaal dat formeel equivalent is aan een (2+2) ruimtetijd met twee dimensies van ruimte en twee van tijd.
Zijn stuk de weerstand is echter een wiskundige demonstratie van een gebeurtenis waarbij een faseovergang binnen een (2+2) metamateriaal leidt tot de plotselinge creatie van een 2+1 ruimtetijd (twee dimensies van ruimte en één van tijd) samen met een grote populatie deeltjes.
Denk daar even over na. Wat Smolyaninov beschrijft, is een optische analoog van de oerknal waarin een ruimtetijd wordt gecreëerd samen met de deeltjes om deze te bevolken. Kenmerkend voor deze fase-overgang blijkt een soort speelgoedoerknal te zijn, zegt hij.
Dat is in principe een experiment dat in het lab gedaan zou kunnen worden, waarbij je de oerknal in actie zou kunnen zien.
Referentie: arxiv.org/abs/0908.2407 : Optische modellen van de oerknal en niet-triviale ruimte-tijdstatistieken op basis van metamaterialen