Чорні діри можуть допомогти у виявленні нових частинок

9 / 2 / 2019 09:24
Чорні діри можуть допомогти у виявленні нових частинок - фото

Деякі теорії, що виходять за рамки Стандартної моделі фізики частинок, передбачають існування нових ультралегких частинок, маси яких значно менші найлегших відомих частинок в природі. Ці частинки мають такі дуже слабкі взаємодії з звичайною речовиною, що їх важко виявити за допомогою коллайдерів частинок і детекторів темної матерії.

Однак, згідно зі статтею фізиків Даніеля Бауманна і Хорнг Шен Чіа з Амстердамського університету, разом з Рафаелем Порту з Науково-дослідницького інституту в Гамбургу, такі частинки можуть бути виявлені в гравітаційних хвильових сигналах, що походять від злиття чорних дір. Дослідження було опубліковано у "Physical Review D" на цьому тижні, повідомляє "Phys.org".

Природа складається з двох типів частинок: ферміонів - це тип частинок, що утворюють тверду матерію, і бозонів - тип частинок, які можуть поширювати взаємодії. Надлегкі бозони можуть утворювати великі конденсати навколо чорних дір, що швидко обертаються, через процес, який називається надвипромінюванням. Чорну діру, що несе таку бозонну хмару, іноді називають "гравітаційним атомом", оскільки її конфігурація дуже нагадує протон-електронну структуру в атомі водню, але в набагато більшому масштабі. Наприклад, так само, як електрон в атомі водню, бозонна хмара навколо чорної діри може існувати в ряді різних станів, кожна з яких має певну енергію.

Відбитки пальців

У випадку атома водню переходи між цими різними рівнями енергії можуть бути індуковані за допомогою наведення лазера на атом. При точно правильній енергії лазера електрон може переходити з одного стану в інший. Аналогічний ефект може відбутися і для гравітаційного атома, якщо він є частиною пари чорних дір, що обертаються одна навколо одної. У цьому випадку гравітаційний вплив другої чорної діри відіграватиме роль лазера і індукуватиме переходи між енергетичними станами бозонної хмари.

В останні роки фізикам вдалося виміряти гравітаційні хвилі - пульсації в гравітаційному полі - які виникають, коли пари чорних дір насильно зливаються в одну. Як показують Бауманн, Чіа і Порту, наявність переходів енергетичного рівня в гіпотетичній бозонній хмарі буде викликати характерний «відбиток» у сигналах гравітаційних хвиль, що виникають при таких злиттях чорних дір. Спостереження за таким відбитком пальців було б важливим тестом для теорій, які передбачають існування надлегких бозонних частинок. Хоча поточні спостереження гравітаційних хвиль ще не є достатньо чутливими, щоб спостерігати ефект, але це, безсумнівно, стане важливою метою майбутніх експериментів.

ТЕГИ:

 

Останні новини

сьогодні:
четвер, 16 жовтня:

всі новини


 
ПОПУЛЯРНІ НОВИНИ:
14-19 жовтня в Києві проходять продуктові ярмарки

08:38, 14 жовтня 2025 р.
14-19 жовтня в Києві проходять продуктові ярмарки
 
Київ атакують ударні БпЛА, виникали проблеми з електрикою

02:18, 10 жовтня 2025 р.
Київ атакують ударні БпЛА, виникали проблеми з електрикою
 
Розпочалася 1325 доба широкомасштабного російського вторгнення

08:38, 10 жовтня 2025 р.
Розпочалася 1325 доба широкомасштабного російського вторгнення
 
Знешкоджено 405 з 465 безпілотників і 15 з 32 ракет, ще 4 раке...

11:24, 10 жовтня 2025 р.
Знешкоджено 405 з 465 безпілотників і 15 з 32 ракет, ще 4 раке...
 
Розпочалася 1326-а доба повномасштабного російського вторгнення

08:43, 11 жовтня 2025 р.
Розпочалася 1326-а доба повномасштабного російського вторгнення
 
 
СХОЖІ НОВИНИ:
Астрономи виявили чорну діру, що розриває зорю, знаходячись по...

07:17, 17 жовтня 2025 р.
Астрономи виявили чорну діру, що розриває зорю, знаходячись по...
 
Вперше отримано зображення з двома чорними дірами, що обертают...

19:14, 14 жовтня 2025 р.
Вперше отримано зображення з двома чорними дірами, що обертают...
 
Астрофізики зясували, як чорні діри створюють потужні релятиві...

20:31, 8 жовтня 2025 р.
Астрофізики зясували, як чорні діри створюють потужні релятиві...
 
Нові спостереження чорної діри M87* виявили свідчення драматич...

08:04, 21 вересня 2025 р.
Нові спостереження чорної діри M87* виявили свідчення драматич...
 
Виявлено чорну діру, яка зростає з дивовижною швидкістю

07:09, 20 вересня 2025 р.
Виявлено чорну діру, яка зростає з дивовижною швидкістю
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie