Невидимые стены ранней Вселенной экспресс
Горячий сироп быстро остывает: в разных точках одновременно твердеют кристаллики, и границы между ними становятся тонкими стенками. Похожий процесс мог идти в первые мгновения после Большого взрыва — особое поле, пронизывающее космос, растрескивалось, и возникали доменные стенки. Они разделяли области с разными свойствами, словно невидимые перегородки. Сталкиваясь и исчезая, стенки сотрясали само пространство, порождая гравитационные волны.
Но стенки интересны не только рябью. У них есть секрет, связанный с тем, почему мы вообще существуем. Наш мир состоит из вещества, хотя в момент рождения частиц и античастиц было поровну. Чтобы вещество победило, нужны особые условия, нарушающие симметрию между частицами и их зеркальными двойниками. Доменные стенки как раз могли быть теми местами, где такая асимметрия пряталась. Однако гравитационные волны сами по себе не расскажут, было ли нарушено это равновесие — они лишь показывают, что стенки были.
Тут на помощь приходит электрон. Согласно теории, то же самое поле, что создало стенки, должно слегка исказить форму электрона — придать ему так называемый электрический дипольный момент (крошечную вытянутость вдоль одной оси). Электрон перестаёт быть идеальным шариком и становится чуть-чуть вытянутым. Это искажение чрезвычайно мало, но современные приборы способны его заметить. Авторы работы сравнили, какие параметры теории могут дать и заметные гравитационные волны, и измеримое искажение электрона. Оказалось, что уже существующие опыты отсекают часть возможностей, а будущие, ещё более точные, смогут проверить почти всю область, где надеются поймать сигнал новые обсерватории вроде SKA.
Так два совершенно разных инструмента — космический детектор ряби пространства-времени и лабораторная ловушка для электронов — складываются в единую картину. Они словно два уха, слушающие один и тот же шёпот из прошлого: гравитационные волны доносят ритм исчезающих стен, а электрон хранит отпечаток их внутренней асимметрии. Вместе они могут рассказать, как хрупкое вещество уцелело и стало звёздами, планетами и нами.
Если бы электрон имел заметный электрический дипольный момент, его можно было бы представить как крошечную стрелку компаса, которая всегда указывает в одном направлении — только реагирует она не на магнитное, а на электрическое поле.
Идея невидимых стен, разделяющих реальности, обыграна в романе Чайны Мьевиля «Город и город» — там два города существуют в одном пространстве, но жители не замечают друг друга.