重力波（宇宙の大変動によって引き起こされる空間と時間の脈動）の探索は、宇宙の他の謎の つであるボソン雲と、それらが暗黒物質の主な候補であるかどうかを解決するのに役立つ可能性があります。
可能性のあるボソン雲を検出するために、研究者はレーザー干渉重力波高度観測所 (LIGO)、Virgo Advanced、KAGRA などの強力な機器を使用して、数十億光年離れた重力波を記録します。
事実上検出不可能な超軽量の亜原子粒子で構成されるボソン雲は、宇宙の全物質の約 85% を構成する暗黒物質の発生源として提案されています。
現在、オーストラリア国立大学 (ANU) の科学者が率いる LIGO-Virgo-KAGRA 共同研究による主要な新しい国際研究は、ブラック ホールを周回するボソンの雲によって引き起こされる重力波を探すことによって、これらの亜原子粒子を見つける最良の機会の つを提供しています。 .
ANUの重力天体物理学センターのリリー・サン博士は、この研究は、急速に回転するブラックホールの近くにある可能性のあるボソン雲から発生する予測重力波を探すために設計された世界初の全天調査であると述べました.
「これらの超軽量ボソン粒子を地球上で検出することはほとんど不可能です。 これらの粒子が存在するとしても、その質量は非常に小さく、他の物質とほとんど相互作用しません。これは、暗黒物質が持つと思われる重要な特性の つです。」 ダークマターは直接目には見えない物質ですが、私たちが観測できる対象に影響を与えることから、その存在が知られています。 しかし、これらの雲から放出される重力波を調べることで、これらのとらえどころのないボソン粒子を追跡し、暗黒物質のコードを解読できる可能性があります。 私たちの調査により、私たちの理論では存在する可能性が示唆されているが、実際には存在しないいくつかの超軽量ボソン粒子を除外できる可能性もあります」と Sun 博士は述べています。
重力波検出のための ARC センター オブ エクセレンス (OzGrav) のジュニア研究員でもある Sun 博士は、重力波検出器を使用すると、研究者はそのような雲から放出された急速に回転するブラック ホールが存在する場合、そのエネルギーを研究できると述べています。
「これらのブラックホールは、強力な重力場に膨大な数のボソン粒子を閉じ込め、それらと相関する雲を作り出していると考えています。 このダンスは何百万年もの間続いており、宇宙を移動する重力波を生成し続けています.
研究者はボソン雲からの重力波をまだ検出していませんが、サン博士は、重力波の科学は「以前は科学者に閉ざされていた扉を開いた」と述べました。 「重力波の発見は、ブラックホールや中性子星など、宇宙の神秘的なコンパクトオブジェクトに関する情報を提供するだけでなく、新しい粒子や暗黒物質を探すことも可能にします. 将来の重力波検出器は確実に可能性を広げます。 宇宙の奥深くまで侵入し、これらの粒子に関するより多くの情報を発見できるようになります。 たとえば、重力波検出器によるボソン雲の検出は、暗黒物質に関する重要な情報を提供し、他の暗黒物質の探索を進めるのに役立ちます。 また、素粒子物理学の理解がより広範に改善されるでしょう」と彼女は言いました。
もうつの重要な発見は、この研究が、年齢を考慮して、私たちの銀河にボソン雲が存在する可能性に光を当てたことです. サン博士は、重力波の強さは雲の年齢に依存し、古い雲ほど弱い信号を送信していると述べました。 「ボソン雲はエネルギーを失うと収縮し、重力波を発します」とサン博士は言いました。
「1000 年未満の特定の種類のボソン雲が銀河系のどこにも存在する可能性は低く、地球から約 10 光年以内に最大 3260 万歳の雲が存在する可能性は低いことがわかりました。」
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