Поиск новых частиц, как правило, требует большой энергии - вот почему были построены огромные коллайдеры, которые могут ускорять частицы почти до скорости света. Но есть и другие способы поиска новых частиц: в Венском технологическом университете ученые предоставили внимание общественности ещё один способ доказать существование гипотетических "аксионов".
Эти аксионы могут накапливаться вокруг черной дыры и извлекать из нее энергию. Во время этого процесса могут излучаться гравитационные волны, которые затем могут быть измерены.
Аксионы являются гипотетическими частицам с очень низким уровнем массы. Согласно Эйнштейну, масса непосредственно связанна с энергией, и, посему, для производства аксионов необходимо очень мало энергии. "Существование аксионов не доказано, но считается весьма вероятным", говорит Дэниел Грумиллер.
Вместе с Габриэлой Мокану он просчитал в Венском технологическом университете (Институт теоретической физики), как могут быть обнаружены аксионы.
В квантовой физике, каждая частица описывается как волна. Длина волны соответствует энергии частицы. Тяжелые частицы имеют короткие волны, но аксионы с низкой энергией могут иметь волны длиною во много километров.
Результаты Грумиллера и Мокану, основанные на работах Асмины Арванитаки и Сергея Дубовского (США / Россия), показывают, что аксионы могут кружиться в черной дыре, подобно электронам, которые кружат вокруг ядра атома.
Вместо электромагнитной силы, которая связывает электроны и ядра вместе, тут присутствует сила тяготения, которая действует между аксионами и черной дырой.
Тем не менее, есть очень важное различие между электронами в атоме и аксионами вокруг черной дыры: электроны являются фермионами - это означает, что двое из них никогда не могут быть в одинаковом состоянии. Аксионы, с другой стороны, являются бозонами, многие из них могут иметь одинаковое квантовое состояние в одно и тоже время.
Они могут создать "бозон-облако" вокруг черной дыры. Это облако непрерывно сосет энергию из черной дыры и, соответственно, количество аксионов в облаке возрастает.
Такое облако не всегда стабильно. "Так же, как куча песка, которая может внезапно ускользнуть из-за одной дополнительной песчинки, это облако бозона может внезапно рухнуть", говорит Дэниел Грумиллер.
Самое увлекательное в таком коллапсе то, что такая "бозе-нова" может быть измерена. Такое событие (обрушение) заставит пространство и время вибрировать и излучать гравитационные волны. Детекторы для гравитационных волн уже разработаны, и к 2016 году ожидается, что они станут достаточно точными, что бы можно было обнаружить гравитационные волны.
Читайте также: Массивные черные дыры контролируют звездообразование в далеких галактиках
Новые расчеты в Вене показывают, что эти гравитационные волны могут не только предоставить нам новое понимание астрономии - они могут рассказать нам больше о новых видах частиц.
novostiua.net
Эти аксионы могут накапливаться вокруг черной дыры и извлекать из нее энергию. Во время этого процесса могут излучаться гравитационные волны, которые затем могут быть измерены.
Аксионы являются гипотетическими частицам с очень низким уровнем массы. Согласно Эйнштейну, масса непосредственно связанна с энергией, и, посему, для производства аксионов необходимо очень мало энергии. "Существование аксионов не доказано, но считается весьма вероятным", говорит Дэниел Грумиллер.
Вместе с Габриэлой Мокану он просчитал в Венском технологическом университете (Институт теоретической физики), как могут быть обнаружены аксионы.
В квантовой физике, каждая частица описывается как волна. Длина волны соответствует энергии частицы. Тяжелые частицы имеют короткие волны, но аксионы с низкой энергией могут иметь волны длиною во много километров.
Результаты Грумиллера и Мокану, основанные на работах Асмины Арванитаки и Сергея Дубовского (США / Россия), показывают, что аксионы могут кружиться в черной дыре, подобно электронам, которые кружат вокруг ядра атома.
Вместо электромагнитной силы, которая связывает электроны и ядра вместе, тут присутствует сила тяготения, которая действует между аксионами и черной дырой.
Тем не менее, есть очень важное различие между электронами в атоме и аксионами вокруг черной дыры: электроны являются фермионами - это означает, что двое из них никогда не могут быть в одинаковом состоянии. Аксионы, с другой стороны, являются бозонами, многие из них могут иметь одинаковое квантовое состояние в одно и тоже время.
Они могут создать "бозон-облако" вокруг черной дыры. Это облако непрерывно сосет энергию из черной дыры и, соответственно, количество аксионов в облаке возрастает.
Такое облако не всегда стабильно. "Так же, как куча песка, которая может внезапно ускользнуть из-за одной дополнительной песчинки, это облако бозона может внезапно рухнуть", говорит Дэниел Грумиллер.
Самое увлекательное в таком коллапсе то, что такая "бозе-нова" может быть измерена. Такое событие (обрушение) заставит пространство и время вибрировать и излучать гравитационные волны. Детекторы для гравитационных волн уже разработаны, и к 2016 году ожидается, что они станут достаточно точными, что бы можно было обнаружить гравитационные волны.
Читайте также: Массивные черные дыры контролируют звездообразование в далеких галактиках
Новые расчеты в Вене показывают, что эти гравитационные волны могут не только предоставить нам новое понимание астрономии - они могут рассказать нам больше о новых видах частиц.
novostiua.net
Поделитесь в соцсетях:
