Gravitationel bølge detektorer, der er i stand til at opdage meget mere end den gravitationelle bølger. Ifølge en ny undersøgelse, kan de potentielt også registrere mørkt stof, hvis mørkt stof består af særlige partikler — “mørk foton”. I fremtiden, forskere forventer LIGO at søge efter mørkt fotoner, som vil omfatte nogle hidtil uudforsket område af parametre for mørke fotoner.
En gruppe af fysikere i skikkelse af Aron Pierce, Kate Rils og Yue Zhao fra University of Michigan annoncerede sit forslag om at bruge gravitationel bølge detektorer til at søge efter mørkt stof i en nylig artikel publiceret i Physical Review Letters.
I søgningen efter mørke fotoner
“Dette forslag passer perfekt ind i den nyfødte område af gravitationel bølge astronomi og partikelfysik,” siger Zhao. “Uden nogen ændringer af gravitationel bølge detektor kan anvendes som et meget følsomt retningsbestemt detektor af mørkt stof med opdagelsen potentiale for mørkt stof på fem Sigma”.
Hvordan til at forklare fysik i deres arbejde, hvis de mørke fotoner har en meget lav masse, deres adfærd kan betragtes som en oscillerende i en baggrund felt med en svingningsfrekvens afhænger af deres masse. Gravitational-wave detektorer, der potentielt kan opdage disse vibrationer, fordi de vibrationer, der kan påvirke test objekter i gravitationel bølge detektorer. For eksempel, hvis to test-objekter, der er beliggende i forskellige steder i den detektor, der har forskellige forskydninger, denne forskel kan tilskrives den relative fase af svingninger i et mørkt felt foton i disse forskellige positioner.
Fysikerne forventer, at som jorden-baseret gravitationel bølge detektorer som LIGO og fremtidige plads gravitational-wave detektorer, såsom LISA vil være i stand til at søge efter mørkt fotoner mørkt stof. Brug af mere end én detektor, der vil gøre det muligt at krydstjekke og til at forbedre følsomhed.
I fremtiden, forskerne planlægger at arbejde på videre udvikling af metode til at søge efter mørkt stof og bestemme præcis, hvad signalet skal Observatory af gravitationelle bølger, hvis der er en mørk foton.
“Vi planlægger at bringe dette arbejde ud over det teoretiske forslag,” siger Zhao. “Det første, vi planlægger at analysere data ved hjælp af en forenklet signal model og en simpel søgning algoritme. Så vi gradvist Forfine vores søgemetode og omfatter sådant signal modellering og detektor respons”.
Detektorer af gravitationsbølger, der vil være involveret i eftersøgningen af mørkt stof
Ilya Hel