Sciencemag.cz
Doporučujeme
Podle některých teorií, které jdou za standardní model částic, existují ve vesmíru ultralehké částice patřící mezi bosony. S běžnou hmotou interagují tak slabě, že je nedokážeme zachytit při srážkách v urychlovačích ani v detektorech temné hmoty. Možná bychom je však mohli zachytit pomocí gravitačních vln vznikajících při interakci černých děr. S touto myšlenkou alespoň přišli Daniel Baumann a Horng Sheng Chia z univerzity v Amsterodamu a Rafael Porto z DESY (Hamburk)
Autoři článku publikovaného ve Physical Review D tvrdí, že ultralehké bosony by mohly vytvářet rozsáhlé kondenzáty kolem rychle rotujících černých děr. (Poznámka PH: V této souvislosti používají pojem superradiance, což se jinak definuje jako rozptyl elektromagnetických vln na rotující černé díře). Vědci černé díry označují jako „gravitační atomy“ – mají se prý podobat atomům vodíku, kde kolem kroužící kondenzáty bosonů odpovídají elektronům – v tom smyslu, že se mohou vyskytovat také pouze v od sebe oddělených, kvantovaných energetických stavech. Podobně jako u atomu vodíku pak může dodání definované energie způsobit přeskok částic kondenzátu na vyšší energetickou hladinu. Takovou energii mohou dodávat gravitační interakce druhé černé díry v případě dvojice černých děr obíhajících kolem společného těžiště.
Každopádně dokážeme zaznamenat gravitační vlny vznikající při srážce černých děr. Existence bosonových kondenzátů by v nich měla zanechat charakteristický otisk odpovídající právě přechodům mezi příslušnými energetickými hladinami, tvrdí autoři článku. Zatím pravděpodobně nedokážeme gravitační vlny zaznamenat dostatečně citlivě, ale potenciálně je tu způsob, jak hypotézu o ultralehkých bosonech testovat.
Probing Ultralight Bosons with Binary Black Holes. arxiv.org/abs/1804.03208
Zdroj: Phys.org
Poznámky PH:
Jsou-li tyto bosony tak extrémně lehké, mohly by představovat podstatnější součást temné hmoty?
Musí dojít ke srážce černých děr, nebo vlny s příslušnou energií přechodů mezi hladinami dokážeme zachytit i jinak?
