Ang paghahanap para sa mga gravitational wave - mga pulsation sa kalawakan at oras na dulot ng mahusay na cosmic cataclysms - ay maaaring makatulong sa paglutas ng isa sa iba pang mga misteryo ng uniberso - ang mga ulap ng boson at kung sila ay isang pangunahing kalaban para sa madilim na bagay.
Upang makita ang mga potensyal na ulap ng boson, gumagamit ang mga mananaliksik ng makapangyarihang mga instrumento gaya ng Laser Interferometric Gravitational-Wave Advanced Observatory (LIGO), Virgo Advanced, at KAGRA, na nagtatala ng mga gravitational wave na hanggang bilyun-bilyong light-years ang layo.
Ang mga ulap ng boson, na binubuo ng mga ultralight na subatomic na particle na halos hindi matukoy, ay iminungkahi bilang posibleng pinagmumulan ng dark matter, na bumubuo sa halos 85% ng lahat ng matter sa uniberso.
Ngayon, isang pangunahing bagong internasyonal na pag-aaral ng LIGO-Virgo-KAGRA collaboration na pinamumunuan ng mga siyentipiko mula sa Australian National University (ANU) ay nag-aalok ng isa sa mga pinakamahusay na pagkakataon upang mahanap ang mga subatomic na particle na ito sa pamamagitan ng paghahanap ng mga gravitational wave na dulot ng mga ulap ng boson na umiikot sa mga black hole. .
Sinabi ni Dr Lilly Sun, mula sa ANU's Center for Gravitational Astrophysics, na ang pag-aaral ay ang unang all-sky survey sa mundo na idinisenyo upang hanapin ang mga hinulaang gravitational wave na nagmumula sa posibleng boson cloud na malapit sa mabilis na pag-ikot ng mga black hole.
"Halos imposibleng makita ang mga ultralight boson particle na ito sa Earth. Ang mga particle na ito, kung mayroon man, ay may napakababang masa at bihirang makipag-ugnayan sa ibang bagay, na isa sa mga pangunahing katangian na lumilitaw na mayroon ang dark matter." Ang dark matter ay materyal na hindi direktang nakikita, ngunit alam natin na umiral ang dark matter dahil nakakaapekto ito sa mga bagay na maaari nating obserbahan. Ngunit sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga gravitational wave na ibinubuga ng mga ulap na ito, maaari nating masubaybayan ang mga mailap na butil ng bosonic na ito at marahil ay ma-crack ang dark matter code. Ang aming paghahanap ay maaari ring magbigay-daan sa amin na ibukod ang ilang ultralight na mga particle ng boson na iminumungkahi ng aming mga teorya na maaaring umiral ngunit talagang wala," sabi ni Dr. Sun.
Sun, na isa ring junior researcher sa ARC Center of Excellence para sa Gravitational Wave Detection (OzGrav), ay nagsabi na ang gravitational wave detector ay nagpapahintulot sa mga mananaliksik na pag-aralan ang enerhiya ng mabilis na umiikot na mga black hole na ibinubuga ng gayong mga ulap, kung mayroon sila.
"Naniniwala kami na ang mga black hole na ito ay nakakakuha ng malaking bilang ng mga bosonic na particle sa kanilang malakas na gravitational field, na lumilikha ng isang ulap na nauugnay sa kanila. Ang sayaw na ito ay nagpapatuloy sa milyun-milyong taon at patuloy na bumubuo ng mga gravitational wave na naglalakbay sa kalawakan, "sabi niya.
Bagama't hindi pa nakikita ng mga mananaliksik ang mga gravitational wave mula sa mga ulap ng boson, sinabi ni Dr. Sun na ang agham ng mga gravitational wave ay "nagbukas ng mga pinto na dating sarado sa mga siyentipiko." "Ang pagtuklas ng mga gravitational wave ay hindi lamang nagbibigay ng impormasyon tungkol sa mga mahiwagang compact na bagay sa uniberso, tulad ng mga black hole at neutron star, ngunit nagpapahintulot din sa amin na maghanap ng mga bagong particle at dark matter. Ang hinaharap na gravitational wave detector ay tiyak na magbubukas ng higit pang mga posibilidad. Magagawa nating tumagos nang mas malalim sa uniberso at makatuklas ng higit pang impormasyon tungkol sa mga particle na ito. Halimbawa, ang pagtuklas ng mga ulap ng boson sa pamamagitan ng mga detektor ng gravitational wave ay magbibigay ng mahalagang impormasyon tungkol sa dark matter at makakatulong sa pagsulong ng iba pang paghahanap sa dark matter. Mapapabuti din nito ang ating pag-unawa sa particle physics nang mas malawak, "sabi niya.
Ang isa pang mahalagang pagtuklas ay ang pag-aaral ay nagbigay liwanag sa posibilidad ng pagkakaroon ng mga ulap ng boson sa ating kalawakan, dahil sa kanilang edad. Sinabi ni Dr Sun na ang lakas ng anumang gravitational wave ay nakasalalay sa edad ng ulap, na may mas lumang mga ulap na nagpapadala ng mas mahinang signal. "Ang boson cloud ay kumukontra habang ito ay nawawalan ng enerhiya, nagpapadala ng mga gravitational wave," sabi ni Dr. Sun.
"Nalaman namin na ang isang partikular na uri ng boson cloud na mas bata sa 1000 taon ay malamang na hindi umiiral saanman sa ating kalawakan, at ang mga ulap na hanggang 10 milyong taong gulang ay malamang na hindi umiral sa loob ng humigit-kumulang 3260 light-years mula sa Earth."
Basahin din: