Sciencemag.cz
Doporučujeme
Technika stojící za objevem gravitačním vln by mohla najít využití i při hledání temné hmoty, a to včetně konkrétního určení, o jaký typ částic jde.
Tým vedený vědci z Cardiff University navrhl, že by se k tomu dalo využívat laserových interferometrů, původně navržených k detekci gravitačních vln. Studie vychází z (údajného) celkového posunu v náhledu na temnou hmotu. Donedávna se předpokládalo, že bude nejspíš tvořena těžkými elementárními částicemi. Ty se ale opakovaně nepodařilo objevit, takže nyní se zájem přesouvá k alternativním teoriím. „Nedávná teorie říká, že temná hmota je ve skutečnosti něco, co se nazývá skalární pole, které by se chovalo jako neviditelné vlny odrážející se kolem galaxií, včetně Mléčné dráhy,“ uvádí průvodní tisková zpráva ke studii publikované v Nature.
V laserovém interferometru se dva paprsky světla odrážejí mezi zrcadly a poté se setkají na detektoru. Na základě toho mohou vědci s velkou přesností měřit, jak moc jsou paprsky světla vzájemně nesynchronizované, což je samo o sobě ukazatelem jakýchkoli poruch na dráze paprsků.
Nová studie je založena na německém detektoru GEO 600 (nachází se v Německu, samotný projekt je cca britsko-německý). Na tomto vysoce citlivém interferometru byla technologie pro detekci gravitačních vln z velké části vyvíjena, i když pak samotné objevy se v roce 2015 a později odehrály hlavně pomocí americké observatoře LIGO (2 interferometry s rameny o délce 4 km).
„Vlny temné hmoty ve skalárním poli by procházely přímo skrz Zemi a naše přístroje, ale při tom by způsobovaly, že by objekty, jako jsou zrcadla, stále mírně vibrovaly,“ říká hlavní autor studie Sander Vermeulen. „Vibrace zrcadel by narušovaly paprsky světla v přístrojích, jako je GEO 600 nebo detektory LIGO, zvláštním způsobem charakteristickým pro temnou hmotu, kterou bychom pak měli být schopni detekovat v závislosti na jejích přesných vlastnostech.“
Reálně se takto nepodařilo dosud zachytit nic, cílem bylo zatím pouze otestovat a připravit samotnou techniku. Navíc ale mělo dojít i ke zúžení parametrů pro další výzkumy (poznámka PH: jak to laicky vypadá, to ovšem takhle dopadlo už několikrát; zúžily se nějaké povolené rozsahy parametrů, něco se mělo vyloučit, ovšem to bylo zatím vždy vše). Každopádně má být překvapivé, že systémy navržené původně k něčemu úplně jinému by při pátrání po temné hmotě mohly být velmi citlivé…
Sander M. Vermeulen et al, Direct limits for scalar field dark matter from a gravitational-wave detector, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-04031-y
Zdroj: Cardiff University / Phys.org
