Gravitācijas viļņu — lielu kosmisku kataklizmu izraisītu pulsāciju telpā un laikā — medības var palīdzēt atrisināt vienu no citiem Visuma noslēpumiem — bozona mākoņiem un to, vai tie ir galvenais tumšās matērijas sāncensis.
Lai atklātu potenciālos bozona mākoņus, pētnieki izmanto jaudīgus instrumentus, piemēram, lāzera interferometrisko gravitācijas viļņu uzlaboto observatoriju (LIGO), Virgo Advanced un KAGRA, kas reģistrē gravitācijas viļņus pat miljardu gaismas gadu attālumā.
Bozona mākoņi, kas sastāv no īpaši vieglām subatomiskām daļiņām, kuras praktiski nav nosakāmas, ir ierosinātas kā iespējamais tumšās vielas avots, kas veido aptuveni 85% no visas Visuma matērijas.
Tagad liels jauns starptautisks pētījums, ko veica LIGO-Virgo-KAGRA sadarbība, ko vada Austrālijas Nacionālās universitātes (ANU) zinātnieki, piedāvā vienu no labākajām iespējām atrast šīs subatomiskās daļiņas, meklējot gravitācijas viļņus, ko izraisa bozonu mākoņi, kas riņķo ap melnajiem caurumiem. .
Dr Lilly Sun, no ANU Gravitācijas astrofizikas centra, sacīja, ka pētījums ir pasaulē pirmais visu debesu pētījums, kas paredzēts, lai meklētu paredzamos gravitācijas viļņus, kas rodas no iespējamiem bozona mākoņiem strauji rotējošu melno caurumu tuvumā.
"Ir gandrīz neiespējami atklāt šīs īpaši vieglās bozona daļiņas uz Zemes. Šīm daļiņām, ja tādas pastāv, ir ārkārtīgi maza masa un tās reti mijiedarbojas ar citu vielu, kas ir viena no galvenajām tumšās matērijas īpašībām. Tumšā viela ir materiāls, ko nevar redzēt tieši, bet mēs zinām, ka tumšā viela pastāv, jo tā ietekmē objektus, kurus mēs varam novērot. Bet, izpētot šo mākoņu izstarotos gravitācijas viļņus, mēs, iespējams, varēsim izsekot šīm nenotveramajām bozona daļiņām un, iespējams, uzlauzt tumšās vielas kodu. Mūsu meklēšana var arī ļaut mums izslēgt dažas īpaši vieglās bozona daļiņas, par kurām mūsu teorijas liecina, ka tās varētu pastāvēt, bet patiesībā tās nav,” sacīja Dr.
Dr. Suns, kurš ir arī jaunākais pētnieks ARC gravitācijas viļņu noteikšanas izcilības centrā (OzGrav), saka, ka gravitācijas viļņu detektori ļauj pētniekiem pētīt ātri rotējošu melno caurumu enerģiju, ko izstaro šādi mākoņi, ja tādi pastāv.
"Mēs uzskatām, ka šie melnie caurumi savā spēcīgajā gravitācijas laukā aiztur milzīgu skaitu bozona daļiņu, radot mākoni, kas ar tiem korelē. Šī deja notiek miljoniem gadu un turpina radīt gravitācijas viļņus, kas ceļo pa kosmosu, ”viņa teica.
Lai gan pētniekiem vēl nav jāatklāj gravitācijas viļņi no bozona mākoņiem, doktors Suns sacīja, ka gravitācijas viļņu zinātne "ir atvērusi durvis, kas iepriekš zinātniekiem bija slēgtas". "Gravitācijas viļņu atklāšana ne tikai sniedz informāciju par noslēpumainiem kompaktiem objektiem Visumā, piemēram, melnajiem caurumiem un neitronu zvaigznēm, bet arī ļauj mums meklēt jaunas daļiņas un tumšo vielu. Nākotnes gravitācijas viļņu detektori noteikti pavērs vairāk iespēju. Mēs varēsim iekļūt dziļāk Visumā un atklāt vairāk informācijas par šīm daļiņām. Piemēram, bozona mākoņu noteikšana ar gravitācijas viļņu detektoriem sniegs svarīgu informāciju par tumšo vielu un palīdzēs virzīt citus tumšās vielas meklējumus. Tas arī uzlabos mūsu izpratni par daļiņu fiziku plašāk, ”viņa teica.
Vēl viens svarīgs atklājums bija tas, ka pētījums atklāja bozonu mākoņu pastāvēšanas varbūtību mūsu galaktikā, ņemot vērā to vecumu. Dr Sun teica, ka jebkura gravitācijas viļņa stiprums ir atkarīgs no mākoņa vecuma, jo vecāki mākoņi sūta vājākus signālus. "Bosona mākonis saraujas, zaudējot enerģiju, izraisot gravitācijas viļņus," sacīja doktors Suns.
"Mēs uzzinājām, ka noteikta veida bozonu mākonis, kas jaunāks par 1000 gadiem, visticamāk, nekur mūsu galaktikā eksistēs, un mākoņi, kas ir līdz 10 miljoniem gadu veci, visticamāk, nepastāvēs aptuveni 3260 gaismas gadu attālumā no Zemes."
Lasi arī: