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外媒:暗物质或原初黑洞的信号
时间:2021-08-26 09:38:31

据外媒New Atlas报道, 在西澳大利亚州运行的一种新型引力波探测器记录了两个罕见的事件,可能是暗物质或原初黑洞的信号。 这些高频引力波超出了大多数探测器的范围,以前从未被记录过。

引力波是时空结构中的“涟漪”,由爱因斯坦在一个多世纪前首次预测,但直到2015年才被直接探测到。在那之后的几年里,科学家已经进行了几十次探测,大部分是由LIGO这样的设施进行的,它可以探测到频率在7kHz和30 Hz之间的波。那是由黑洞和中子星碰撞等灾难性事件产生的波的范围。

但预计引力波也会落在这个范围之外。目前有两个实验正在寻找非常高频率的波,这可能代表其他宇宙事件或天体。而现在,其中一个实验的第一批数据已经返回,包括两个特别感兴趣的探测结果。

该项目由ARC暗物质粒子物理卓越中心(CDM)和西澳大学负责,它基于一种独特的引力波探测器,被称为体声波(BAW)共振器。

该实验使用了一个石英晶体圆盘,当声波通过它时,它以高频率振动。这产生了一个电荷,它可以被压在石英盘上的两个导电板所接收。这个信号然后通过一个超导量子干涉装置(SQUID),它放大了信号,以便它能被探测器接收。然后整个装置被包裹在几个辐射防护罩内,以防止外部电磁辐射的干扰,并过冷到几乎绝对零度,以减少信号的噪音。这使得该设备能够检测到MHz范围内的频率。

BAW实验在2019年分两次进行了153天,在这段时间里,科学家们观察到了两个罕见的事件,第一次在5月12日,另一次在11月27日。这两次都是在5MHz左右的高频率下发生的。

确切地说,这些信号可能是什么仍然未知,但有一些令人兴奋的可能性。据推测,原初黑洞是在大爆炸的几毫秒内产生的,并可能成为星系中心的超大质量黑洞的“种子”。高频引力波可能是由这些原始黑洞之一发出的,而这些原初黑洞还没有被最终证明是存在的。

另一种可能性是,信号来自穿过仪器的暗物质粒子云。这种奇怪的东西被认为弥漫在宇宙中,并且只通过其强大的引力影响与常规物质相互作用。

对任何一种情况的确认都将是物理学的一个巨大突破。该团队表示,该信号也可能远没有那么令人兴奋,例如电荷粒子的干扰、机械应力、随机原子过程或流星事件。“令人激动的是,这一事件表明新的探测器是敏感的,并给我们带来了结果,但现在我们必须确定这些结果到底意味着什么,”该研究的作者William Campbell说。

该团队表示,在弄清这一点的同时,该技术的未来版本将以更高的频率搜索引力波,并比较多个探测器的结果以消除干扰。“下一代的实验将涉及建立一个克隆的探测器和一个对宇宙粒子敏感的μ介子探测器,” Campbell说。“如果两个探测器发现引力波的存在,那将是非常令人兴奋的。”

这并不是第一次在常规范围之外的探测。其他团队已经发现了频率极低的信号,这可能是由不同类型的暗物质或宇宙的背景“嗡嗡声”引起的。

该研究发表在 《物理评论快报》 杂志上。

关键词: 引力波 暗物质 黑洞产生 探测结果

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