Если энергия вакуума определяется неким локально однородным и изотропным скалярным полем, то в точках встречи областей с различной ориентацией такого поля могли образоваться стабильные топологические дефекты. Они, условно говоря, могут быть нульмерными, точечными (магнитные монополи), одномерными, линейными (космические струны, не путаем с суперструнами!), двумерными, чем-то вроде мембраны и трёхмерными. Из всего этого многообразия нас здесь интересуют только двумерные — космические доменные стенки (опять таки это не вполне то же самое, что доменные стенки в магнетизме).

Если космические доменные стенки существуют, они делят Вселенную на множество регионов. (Здесь и ниже иллюстрации Physicsworld.Com.)

По ряду причин обнаружение нульмерных и одномерных объектов очень сложно организовать. Космические доменные стенки явно больше по площади. Отчего возникает вопрос: можно ли их зарегистрировать? Именно им и задалась группа исследователей из США, Канады и Польши под руководством Максима Поспеловаиз Викторийского университета (Канада) и Дмитрия Будкера, представляющего Калифорнийский университет в Беркли (США).

Учёные предлагают использовать магнитометры, в коих атомы первоначально должны иметь один и тот же спин, и в случае воздействия внешнего магнитного поля он будет меняться. Поскольку само поле, определяющее энергию вакуума, скалярное, то оно не может повлиять на такой магнитометр, ибо не имеет выделенных направлений, «полюсов», как, скажем, у поля магнитного. Однако в местах существования доменных стенок сила такого поля изменится, что повлияет на спин атомов в предложенном высокочувствительном приборе.

Однако если доменные стенки Вселенной далеко, то зарегистрировать их таким образом вряд ли выйдет. К счастью, по современным представлениям, они могут иметь значительную массу, соответствующую части тёмной матери и (или) энергии. Исследователи подсчитали, что при учёте скорости движения Земли (вместе с Галактикой), равной примерно одной тысячной скорости света, прохождение нашей планеты через такие доменные стенки случается весьма часто — раз в несколько лет.

Далее. По тем же подсчётам, чувствительности современных магнитометров (хотя и на пределе) хватает для обнаружения такого прохождения (если оно, конечно, имеет место). Правда, в стандартных земных условиях магнитный шум (от магнитных бурь, ЛЭП или даже проходящих машин) так велик, что вычленить подобный эффект будет сложно. Как утверждают г-да Поспелов и Будкер, чтобы зарегистрировать событие достоверно, нужна сеть по меньшей мере из пяти высокочувствительных магнитометров. При этом четыре будут заняты определением скорости и направления прохождения космической доменной стенки. После этого их данные будут использованы для расчётов времени взаимодействия пятого магнитометра с такой стенкой. Если предсказание на базе показателей первых четырёх приборов совпадёт с результатами пятого, можно говорить о весьма достоверной регистрации космической доменной стенки и подтверждении одной из самых необычных физических гипотез современности.

Возможные точки размещения высокочувствительных магнитометров для обнаружения космической доменной стенки.

Пока у группы есть всего два магнитометра — один в Беркли (США), второй — в Ягеллонском университетев Кракове (Польша). Но желание получить остальные велико, и учёные очень надеются на инвестиции в $10 млн.

Как отмечают физики, не участвовавшие в исследовании, предложенный метод действен только в том случае, если космические доменные стенки неподвижны относительно друг друга, а их перемещение связано лишь с расширением Вселенной. Если же они перемещаются, а то и исчезают с течением времени, такой эксперимент реализовать будет куда сложнее. И всё же попробовать, по всей видимости, стоит: даже если попытка будет неудачной, мы хотя бы убедимся в новых ограничениях, наложенных на теоретические представления о доменных стенках.

Источник