幽灵般的玻色子云可能解开暗物质之谜

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对引力波的研究,即重大宇宙灾难在空间和时间上引起的涟漪,可能有助于解开宇宙中另一个热的谜团——玻色子云,以及玻色子云是否是暗物质的主要竞争者。研究人员正在使用强大的仪器,如先进的激光干涉仪引力波天文台(LIGO)、先进的室女座(Virgo)和卡格拉(kagra),这些仪器可以探测数十亿光年以外的引力波,以定位潜在的玻色子云。

幽灵般的玻色子云可能解开暗物质之谜-第1张图片-IT新视野

玻色子云由超轻的亚原子粒子组成,几乎不可能被探测到。它被认为是暗物质的可能来源——暗物质约占宇宙中所有物质的85%。

现在,一项由澳大利亚国立大学(ANU)的研究人员在利戈-处女座-卡格拉合作区共同领导的新的重大国际研究提供了一条最佳线索,通过搜索由绕过黑洞的玻色子云引起的引力波来寻找这些亚原子粒子。

澳大利亚国立大学引力天体物理中心的Lilli sun博士说,这项研究是第一次全天空调查,旨在发现来自世界上快速旋转黑洞附近可能存在的玻色子云的预测引力波。

幽灵般的玻色子云可能解开暗物质之谜-第2张图片-IT新视野

“在地球上探测这些超轻玻色子粒子几乎是不可能的,”孙博士说。“因为这些粒子,如果存在的话,质量很小,很少与其他物质相互作用——这是暗物质似乎具有的关键特性之一。暗物质是一种无法直接看到的物质,但我们知道暗物质的存在,因为它影响我们可以观察到的物体。

“但是通过从这些云中寻找引力波,我们也许能够追踪这些难以捉摸的玻色子粒子,并可能破解暗物质的密码。”。我们的研究还允许我们排除一些超轻玻色子粒子。我们的理论认为它们可能存在,但事实并非如此。"

孙博士也是arc引力波发现卓越中心(ozgrav)的副研究员。引力波探测器允许研究人员检查快速旋转黑洞(如果存在)提取的能量。

“我们相信,这些黑洞在其强大的引力场中捕获了大量玻色子粒子,并形成了与之共舞的云。这种微妙的舞蹈已经持续了数百万年,并继续产生穿越太空的引力波。尽管研究人员还没有从玻色子云中探测到引力波,但孙博士说引力波科学已经“打开了科学家先前锁上的门”。

她说:“引力波的发现不仅提供了宇宙中神秘致密物体的信息,如黑洞和中子星,还使我们能够发现新的粒子和暗物质。”。“未来的引力波探测器肯定会带来更多的可能性。我们将能够深入宇宙,找到更多关于这些粒子的洞察。”。

“例如,利用引力波探测器发现玻色子云将为暗物质带来重要的洞察,并有助于推进对其他暗物质的搜索。它还将促进我们对粒子物理学更广泛的理解。"

在另一项重大突破中,该研究还通过考虑玻色子云的年龄,进一步了解了玻色子云存在于我们银河系中的机会。任何引力波的强度都取决于云的年龄,而来自较老云的信号较弱。玻色子云因发射引力而失去能量时会收缩一种特定类型的玻色子云——不到1000年的玻色子云——不可能存在于我们银河系的任何地方,高达1000万年的玻色子云也不可能存在于距离地球约3260光年的范围内。

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