ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தில் கட்ட மாற்றங்கள்

பல தசாப்தங்களுக்குப் பிறகு வியப்பைத் தூண்டும் பொதுவான ஆனால் கவர்ச்சிகரமான நிகழ்வுகளான நீர் கொதிநிலை அல்லது உலோகத்தின் குளிர்ச்சி போன்ற கட்ட மாற்றங்கள் பற்றிய ஆய்வு மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளது. புதிய நிலையின் குமிழ்களின் அணுக்கரு மற்றும் விரிவாக்கம் மூலம் ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை மாறும்போது அவை அடிக்கடி நிகழ்கின்றன. முடிவில், புதிய கட்ட மாற்றம் முழு கொள்கலனையும் முழுவதுமாக எடுத்துக் கொண்டது.

ஆரம்பகால பிரபஞ்சம் ஒரு சூடான பிளாஸ்மாவால் ஆனது, பிரபஞ்சம் பெரியதாக வளரும்போது அதன் வெப்பநிலை குறைந்தது. பெரு வெடிப்பு கொள்கைக்குப்(Big Bang theory) பிறகு விரைவில் ஒரு கட்ட மாற்றம் நிகழலாம் என்று பல இயற்பியலாளர்கள் நம்புகிறார்கள். இது குமிழிகள் உருவாகவும் அதன் பின் மோதலுக்கும் வழிவகுத்திருக்கும். இத்தகைய மோதல்கள் விண்வெளி நேரத்தில் வலுவான சிற்றலைகளை உருவாக்கும், இது திட்டமிட்ட புவியீர்ப்பு அலை கண்டுபிடிப்பாளர்களால் கண்டறியப்படும். Laser Interferometer Space Antenna (LISA), 2037-இல் ஒரு தற்காலிக வெளியீட்டு தேதியுடன், இந்த ஆரம்பகால பிரபஞ்ச விண்வெளி நேர சிற்றலைகளை கண்டறியக்கூடிய ஒரு ஆய்வு ஆகும்.

இருப்பினும், ஆரம்பகால பிரபஞ்ச கட்ட மாற்றங்களை விவரிப்பது கடினமாக உள்ளது. ஹெல்சின்கி பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆஸ்கார் ஹென்ரிக்சன், மார்க் ஹிண்ட்மார்ஷ் மற்றும் நிகோ ஜோகேலா ஆகியோர், ஒவிடோ பல்கலைக்கழகம் மற்றும் சசெக்ஸ் பல்கலைக்கழகத்தின் சக ஊழியர்களுடன் சேர்ந்து, ஹாலோகிராபிக் இரட்டைப் பண்பு எனப்படும் சரம் கோட்பாட்டின் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி இந்த சிக்கலைத் தாக்கினர். ஒரு சிக்கலை மிகவும் கடினமான ஒன்றாக வரைபடமாக்க இரண்டு இருமைகளும் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதையும், குமிழி அணுக்கருக்கள் மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய ஈர்ப்பு அலைகளை விவரிக்கும் அளவுகள் எவ்வாறு பிரித்தெடுக்கப்படலாம் என்பதையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் காண்பித்தனர்.

இந்த புதிய முறைகள் அதிக நிஜ உலகக் காட்சிகளில் நேரடியாகப் பயன்படுத்தப்படலாம், தொடக்கப் புள்ளிகள் துகள் இயற்பியலின் நிலையான மாதிரியின் நீட்டிப்புகளாக இருக்கும்.

முடிவுகள் மார்ச் 29 அன்று  பிசிகல் ரிவியூ லெட்டர்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டன. குழுவானது, மீதமுள்ள தடையான, குமிழி சுவர் வேகத்தை கணக்கிடுவதற்கும், ஆரம்பகால பிரபஞ்ச கட்ட மாற்றத்தின் முழு முதல் கொள்கை விளக்கத்திற்கும் ஈர்ப்பு அலை நிறமாலைமானியில் அதன் முத்திரைக்கும் தேவையான வேலைகளையும் செய்து வருகிறது.

References:

• Ramazanov, S., Babichev, E., Gorbunov, D., & Vikman, A. (2022). Beyond freeze-in: dark matter via inverse phase transition and gravitational wave signal. Physical Review D, 105(6), 063530.
• Ertas, F., Kahlhoefer, F., & Tasillo, C. (2022). Turn up the volume: listening to phase transitions in hot dark sectors. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2022(02), 014.
• Schmitz, K. (2021). New sensitivity curves for gravitational-wave signals from cosmological phase transitions. Journal of High Energy Physics, 2021(1), 1-62.
• Grojean, C., & Servant, G. (2007). Gravitational waves from phase transitions at the electroweak scale and beyond. Physical Review D, 75(4), 043507.
• Guo, H. K., Sinha, K., Vagie, D., & White, G. (2021). Phase transitions in an expanding universe: stochastic gravitational waves in standard and non-standard histories. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2021(01), 001.