НАУКА

Обертові чорні діри допоможуть знайти частинки темної матерії

Поширити:

Використовуючи детектор LIGO, астрофізики досліджували дві обертові чорні діри та не виявили доказів існування надлегких бозонів. Це звужує список можливих частинок, складових темну матерію.

Надлегкі бозони — одні з кандидатів на роль частинок темної матерії. У новій роботі вчені звузили діапазон мас цих частинок, і тепер їх буде легше виявити.

На роль частинок темної матерії астрофізики запропонували безліч кандидатів. Одним з них є надлегкі бозони — елементарні частинки з малою масою і цілочисельним спіном. Якби ці частинки існували, то вони могли б пояснити існування темної матерії. Згідно з передбаченнями квантової теорії, чорна діра певної маси повинна притягувати хмари надлегких бозонів, які, своєю чергою, повинні колективно сповільнювати обертання чорної діри.

Читайте також:  Небезпека прийшла, звідки не чекали: супербактерії знайшли в несподіваному місці

Якщо надлегкі бозони існують, то всі чорні діри певної маси повинні мати відносно низькі швидкості обертання. Але в новій роботі вчені виявили, що дві раніше знайдені чорні діри обертаються дуже швидко, щоб на них могли впливати надлегкі бозони. За розрахунками дослідників, їх відкриття виключає існування частинок цього класу з масами від 1.3×10-13 до 2.7×10-13 електронвольт.

Звузити діапазон мас кандидатів на роль темної матерії фізикам вдалося за допомогою даних, отриманих інтерферометрами LIGO і Virgo. Для початку автори відібрали 45 систем з двох чорних дір, що обертаються навколо одна одної. Маси цих кандидатів — від 10 до 70 сонячних — цілком допускали взаємодії з надлегкими бозонами. З цього списку вчені відібрали два об’єкти, швидкість обертання яких у теорії була ідеальною для визначення впливу надлегких бозонів.

Читайте також:  Вчені дослідили, що на Венері раніше могло бути життя

Але виявилося, що максимальна швидкість обертання цих об’єктів вища, ніж передбачали розрахунки, що враховують уповільнення частинками з масами від 1.3×10-13 до 2.7×10-13 електронвольт. Якби такі чорні діри взаємодіяли з бозонами, їх швидкість повинна була бути вдвічі нижча. Вчені планують далі аналізувати дані гравітаційно-хвильових детекторів, щоб наблизитися до розгадки таємниці темної матерії.

Стаття опублікована в журналі Physical Review D.

Джерело

Три військові супутники Франції вивела на орбіту ракета Vega

+1
0
+1
0
+1
0
+1
0
+1
0
+1
0