Boson ultralight – partikel hipotetis dengan ratusan tidak lagi sebanyak sepermiliar massa elektron – mungkin bertanggung jawab atas topik alam semesta tanpa matahari. Dalam analisis baru, kru fisikawan dunia dari Amerika Perkumpulan, Belanda, Belgia, dan Hong Kong memburu boson ultralight yang menggunakan lubang keruh yang berputar dengan cepat.

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

Pengaruh artis dari celah keruh yang berputar. Jelaskan kredit: Sci-News.com / Zdeněk Bardon / ESO.

Awan boson ultralight – setara dengan sumbu – dapat menciptakan dengan cepat berputar celah keruh, kalau radius celah keruh identik dengan panjang gelombang boson.

Awan dengan cepat mengekstraksi momentum sudut dari celah keruh, dan menguranginya menjadi harga karakteristik yang diperhitungkan pada massa boson sesukses pada massa celah keruh dan tarikan.

Oleh karena itu, dimensi massa celah keruh dan tarikan mungkin akan pudar untuk menyembunyikan atau mengecualikan eksistensi boson semacam itu. .

“Kalau boson ada, kami akan menanyakan bahwa lubang keruh konvensional dari massa gagap tidak menjuntai dengan tepat putaran yang diatur, karena awan boson akan menjuntai diekstraksi sebagian besar, “Kata Kwan Yeung (Ken) Ng, seorang mahasiswa pascasarjana di Institut Kavli untuk Astrofisika dan Studi Persoalan MIT.

” Ini menyiratkan bahwa penemuan celah keruh dengan putaran yang berhasil diatur dapat menguasai di luarkeberadaan boson dengan ratusan yang ditentukan. ”

Dari pandangan mereka, Ng dan rekannya muncul dengan desain 45 biner celah keruh yang dilaporkan oleh Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) dan rekannya detektor Virgo.

Ratusan lubang keruh ini – antara 10 dan 70 ratusan matahari – menyembunyikan bahwa kalau mereka berinteraksi dengan boson ultralight, partikel akan menjuntai antara 1 10 – 13 eV (electronvolts) dan sepasang 10 – 11 eV dalam massa.

Untuk setiap dan setiap celah keruh, para peneliti menghitung hambatan yang akan menjuntai kalau celah keruh menjadi mirip segera setelah dipintal oleh boson ultralight di dalam massa yang sesuai berbeda.

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

Jujur karena mungkin ada hotfoot maksimum untuk objek fisik – hotfoot yang lembut – mungkin ada hambatan tinggi yang suram lubang mampu berputar. GW190517 berputar mendekati maksimum itu.

Para ilmuwan menghitung bahwa kalau boson ultralight ada, mereka akan menjuntai dan menyeretnya ke bawah di sisi dua.

“Kalau mereka ada, benda-benda ini akan menjuntai dan menyedot banyak momentum sudut,” kata Dr. Salvatore Vitale, seorang fisikawan di MIT.

Para kru juga memperhitungkan faktor lainnya. kemungkinan untuk menghasilkan putaran lubang keruh yang berhasil diatur, sementara mulus dengan mempertimbangkan eksistensi boson ultralight.

Mari kita asumsikan, celah keruh mungkin mungkin bahkan menjuntai dengan baik telah dipintal oleh boson. tetapi kemudian karena kebenaran ini dipercepat lagi oleh desain interaksi dengan cakram akresi di sekitarnya, cakram topik yang darinya celah keruh juga dapat menyedot kekuatan dan momentum.

“ Kalau Anda menghasilkan matematika, Anda meneliti bahwa butuh waktu terlalu lama untuk menarik celah keruh ke tahap yang kita lihat sekilas di sini. Jadi, kami berhasil mengabaikan pencapaian drag-up ini dengan aman, ”kata Ng.

Dengan kata lain, putaran berlebih lubang keruh tidak lagi terlihat karena satu lagi putaran verbalisasi di mana boson ultralight juga ada.

Mengingat ratusan dan putaran berlebihan dari kedua lubang keruh, penulis berhasil menyingkirkan eksistensi boson ultralight dengan ratusan antara 1,3 10 – 13 eV dan sepasang 7 10 – 13 eV.

“Kami telah secara total mengecualikan beberapa variasi boson pada perbedaan massa ini,” kata Dr. Vitale.

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

Implikasinya dicetak dalam jurnal Surat Ikhtisar Fisik .

_____

Ken Ok.Y. Ng dkk . 2021. Batasan pada Ultralight Scalar Bosons inner Sunless Gap Mosey Measurements dari LIGO-Virgo GWTC-2. Fis. Pdt. Lett 126 (15): 151102; doi: 10.1103 / PhysRevLett.126.151102

Read More