Boson ultralight – partikel hipotetis dengan ratusan tidak lagi sampai sepermiliar massa elektron – mungkin bertanggung jawab atas topik suram alam semesta. Dalam analisis kontemporer, tim fisikawan dunia dari AS, Belanda, Belgia, dan Hong Kong memburu boson ultralight yang memanfaatkan lubang suram yang berputar cepat.

An artist’s impression of a rotating black hole. Image credit: Sci-News.com / Zdeněk Bardon / ESO.

Pengaruh artis dari celah suram yang berputar. Kredit laporan: Sci-News.com / Zdeněk Bardon / ESO.

Awan boson ultralight – mengingatkan pada axion – dapat ditemukan di sekitar peringatan berputar celah suram, kalau radius celah suram dijelaskan ke panjang gelombang boson.

Awan tanpa peringatan mengekstraksi momentum sudut dari celah suram, dan menguranginya menjadi biaya atribut yang bergantung Pada massa boson selain pada massa celah suram dan creep.

Oleh karena itu, ukuran massa celah dan creep yang suram mungkin juga dapat digunakan untuk mendeskripsikan atau mengecualikan eksistensi tersebut. boson.

“Kalau boson ada, kita akan mempertanyakan bahwa lubang suram yang aus dengan massa yang sempurna tidak memiliki putaran astronomis, karena awan boson akan mengekstraksi sebagian besar darinya,” kata Kwan Yeung (Ken) Ng, seorang mahasiswa pascasarjana di MIT’s Kavli Institute for Astrophysics and Condo Examine.

“Ini menyiratkan bahwa penemuan celah suram dengan putaran astronomi dapat mengesampingkan eksistensi dari b osons dengan ratusan yang terang. ”

Dalam pandangan mereka, Ng dan rekannya mempertimbangkan melalui 45 biner celah suram yang dilaporkan oleh Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) dan detektor pendampingnya Virgo.

Ratusan lubang suram ini – antara 10 dan 70 ratusan foto volta – ulangi bahwa kalau mereka berinteraksi dengan boson ultralight, partikelnya akan berada di antara 1 10 – 13 eV (electronvolt) dan 2 10 – 11 eV dalam massa.

Untuk setiap celah suram, para peneliti menghitung creep yang mungkin layak dimiliki kalau celah suram digunakan untuk dipintal oleh boson ultralight interior berbeda massa yang sesuai.

Dari prognosisnya, dua lubang suram menonjol: GW190412 dan GW190517.

Konkret karena mungkin ada kecepatan maksimum untuk benda-benda tubuh – kecepatan sinar matahari – mungkin ada creep tinggi di mana lubang-lubang suram mampu berputar. GW190517 berputar mendekati maksimum itu.

Para ilmuwan menghitung bahwa kalau boson ultralight ada, mereka akan menyeretnya ke bawah dengan elemen dua.

“Kalau mereka ada, item ini akan menyedot momentum sudut yang sangat baik,” kata Dr. Salvatore Vitale, fisikawan di MIT.

Selain itu, tim tersebut memperhitungkan situasi lain yang tampaknya untuk menghasilkan putaran astronomi lubang yang suram, sementara membisu mengingat eksistensi boson ultralight.

Misalnya, celah yang suram mungkin saja diputuskan oleh boson tetapi kemudian Karena kenyataan ini dipercepat lagi melalui interaksi dengan piringan akresi yang melingkari, piringan topik dari mana celah yang suram mungkin akan menyedot energi dan momentum.

“Kalau Anda kebetulan membuat matematika, Anda menemukan bahwa butuh waktu terlalu lama untuk merayap celah yang suram ke tahap yang kita lihat di sini. Jadi, kami akan dengan aman mengabaikan penemuan creep-up ini, ”kata Ng.

Dengan kata lain, sekarang bukan karena putaran berlebih lubang-lubang suram ini disebabkan oleh perubahan subjek di mana ultralight boson juga ada.

Mengingat ratusan dan putaran yang berlebihan dari kedua lubang suram, penulis telah berusaha untuk mengesampingkan eksistensi boson ultralight dengan ratusan antara 1,3 10 – 13 eV dan 2,7 10 – 13 eV.

“Kami secara keseluruhan telah mengecualikan beberapa bentuk boson dalam massa yang berbeda ini,” kata Dr. Vitale.

“Karya ini juga mengungkapkan bagaimana deteksi gelombang gravitasi dapat berkontribusi untuk pencarian partikel elementer.”

Hasilnya telah dicetak di jurnal Surat Ikhtisar Fisik .

_____

Ken Ample.Y. Ng dkk . 2021. Batasan pada Pengukuran Gloomy Gap Trudge interior Ultralight Scalar Bosons dari LIGO-Virgo GWTC-2. Fis. Pdt. Lett 126 (15): 151102; doi: 10.1103 / PhysRevLett.126.151102

Read More