Виявлення нових частинок навколо чорних дір за допомогою гравітаційних хвиль

7 / 6 / 2022 21:24, автор: Анатолій Колесник
Виявлення нових частинок навколо чорних дір за допомогою гравітаційних хвиль - фото
Атом у небі. Якщо нові надлегкі частинки існують, то чорні діри будуть оточені хмарою таких частинок, яка поводиться напрочуд подібно до електронної хмари в атомі. Коли інший важкий об′єкт обертається по спіралі й врешті-решт зливається з чорною дірою, гравітаційний атом іонізується та випускає частинки, подібно до того, як електрони, які випромінюються, коли світло падає на метал. Credit: UvA Institute of Physics

Навколо обертових чорних дір можуть утворюватися хмари з надлегких частинок. Дослідники припускають, що ці хмари можуть залишати характерний відбиток на гравітаційних хвилях, які випускаються бінарними чорними дірами.

Про дослідження розповідають в Амстердамському університеті, передають OstanniPodii.com.

Зазвичай вважається, що чорні діри поглинають усі форми матерії та енергії навколо себе. Проте, вже давно відомо, що вони також можуть втрачати частину своєї маси в результаті процесу, званого надвипромінюванням. Хоча й відомо, що це явище має місце, воно ефективне лише у тому випадку, якщо в природі існують нові, поки що не спостережувані частинки з дуже низькою масою, передбачувані кількома теоріями, які виходять за рамки Стандартної моделі фізики частинок.

Іонізація гравітаційного атома

Коли маса витягується з чорної діри за допомогою надвипромінювання, вона утворює велику хмару навколо неї, створюючи так званий гравітаційний атом. Попри набагато більший розмір гравітаційного атома, це порівняння із субмікроскопічними атомами є точним через схожість чорної діри та її хмари зі звичною структурою звичайних атомів, де хмари електронів оточують ядро з протонів і нейтронів.

Тепер дослідження припускає, що аналогія між звичайним та гравітаційним атомами глибша, ніж просто схожість у структурі. Дослідники стверджують, що ця схожість може бути використана для виявлення нових частинок за допомогою майбутніх гравітаційно-хвильових інтерферометрів.

Результати роботи, проведеної фізиками Амстердамського університету Даніелем Бауманном, Джанфранко Бертоне й Джованні Маріа Томаселлі, а також фізиком Гарвардського університету Джоном Стаутом, були недавно опубліковані в журналі Physical Review Letters.

Новини за подібною темою:

У роботі дослідники вивчали гравітаційний еквівалент так званого "фотоефекту". У цьому добре відомому процесі, який, наприклад, використовується в сонячних батареях для отримання електричного струму, звичайні електрони поглинають енергію частинок світла, що падають, і таким чином викидаються з матеріалу — атоми "іонізуються". У гравітаційному аналогу, коли гравітаційний атом є частиною бінарної системи з двох важких об'єктів, він збурюється присутністю масивного компаньйона, який може бути другою чорною дірою чи нейтронною зіркою. Подібно до того, як електрони у фотоефекті поглинають енергію світла, що падає, хмара надлегких частинок може поглинути орбітальну енергію компаньйона, тому частина хмари буде відкинута від гравітаційного атома.

Пошук нових частинок

Команда фізиків продемонструвала, що цей процес може кардинально змінити еволюцію таких бінарних систем, значно скоротивши час, необхідний компонентам для злиття один з одним. Щобільше, іонізація гравітаційного атома посилюється на дуже певних відстанях між бінарними чорними дірами, що призводить до виникнення помітних особливостей в гравітаційних хвилях, які ми виявляємо за таких злиттів.

Майбутні гравітаційно-хвильові інтерферометри — машини, подібні до детекторів LIGO та Virgo, які за останні кілька років показали нам перші гравітаційні хвилі від чорних дір, — могли б спостерігати ці ефекти. Виявлення передбачених особливостей гравітаційних атомів стане переконливим доказом існування нових надлегких частинок.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.


Коментарі:

 

Останні новини:

сьогодні:

всі новини


 
ПОПУЛЯРНІ НОВИНИ:
9-14 серпня в Києві проходять ярмарки

12:42, 9 серпня 2022 р.
9-14 серпня в Києві проходять ярмарки
 
Вчені роздивилися найранішу темну матерію, що коли-небудь спос...

05:45, 5 серпня 2022 р.
Вчені роздивилися найранішу темну матерію, що коли-небудь спос...
 
ISW: Україна, ймовірно, перехоплює стратегічну ініціативу

08:51, 5 серпня 2022 р.
ISW: Україна, ймовірно, перехоплює стратегічну ініціативу
 
Чи є початок у “всесвітів з відскакуванням”?

18:16, 9 серпня 2022 р.
Чи є початок у “всесвітів з відскакуванням”?
 
Жодних слідів ореолів з темної матерії

00:08, 6 серпня 2022 р.
Жодних слідів ореолів з темної матерії
 
 
СХОЖІ НОВИНИ:
Відкриття підступної чорної діри проливає світло на смерть зір...

05:57, 29 липня 2022 р.
Відкриття підступної чорної діри проливає світло на смерть зір...
 
Космічне дослідження пропонує більш чіткий погляд на чорні діри

11:33, 28 липня 2022 р.
Космічне дослідження пропонує більш чіткий погляд на чорні діри
 
“Поліція чорних дір” виявила сплячу чорну діру за межами Чумац...

09:55, 19 липня 2022 р.
“Поліція чорних дір” виявила сплячу чорну діру за межами Чумац...
 
Вчені показали симуляцію злиття чорної діри з нейтронною зорею

00:17, 17 липня 2022 р.
Вчені показали симуляцію злиття чорної діри з нейтронною зорею
 
Виявлено зорю з найкоротшою орбітою навколо чорної діри

05:49, 6 липня 2022 р.
Виявлено зорю з найкоротшою орбітою навколо чорної діри
 
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