Физики предложили искать неуловимые аксионы возле черных дыр — Naked Science
23.02.2017
Редакция

Физики предложили искать неуловимые аксионы возле черных дыр

Для объяснения некоторых странных явлений физики элементарных частиц было предположено существование частиц-аксионов, однако обнаружить их не удается уже четвертый десяток лет. Возможно, для этого стоит проследить за гравитационными волнами, которые могут разбегаться от быстро вращающихся черных дыр.

test_left_00999
©Wikipedia

Новые расчеты предсказывают, что вращающиеся черные дыры могут накапливать облака частиц-аксионов, а те – приводить к появлению гравитационных волн. Их могут заметить детекторы, подобные известной обсерватории LIGO, тем самым подтвердив существование аксионов, безуспешная «охота» за которыми продолжается уже десятилетия. С таким предложением выступили физики-теоретики из США и Канады в статье, опубликованной журналом Physical Review D.

 

Аксионы – гипотетические нейтральные элементарные частицы, существование которых было предположено в 1970-е в ходе попытки дать объяснение преобладанию во Вселенной вещества над антивеществом. Кроме того, аксионы рассматриваются в числе кандидатов на роль частиц темной материи, которой должно быть в пять раз больше обычной, но обнаружить которую мы до сих пор не можем.

 

Поиски аксионов – и с помощью «лабораторных» инструментов, и через космические наблюдения – продолжаются до сих пор, и до сих пор безуспешно. Совершенно новый подход к этой задаче предложила группа физиков во главе с канадской ученой Асиминой Арванитаки (Asimina Arvanitaki). По их расчетам, аксионы, оказавшиеся на орбите близ черной дыры и ускоренные ее вращением, должны попасть под действие сверхизлучения – процесса, который лавинообразно увеличивает количество частиц, как это происходит с фотонами в рабочем теле лазера.

 

Сверхизлучение развивается только в том случае, если длина волны аксиона сравнима с размерами самой черной дыры и, соответственно, масса частицы исключительно невелика – по расчетам Арванитаки и ее коллег, аксион должен быть в десятки тысяч и даже миллионов раз легче, чем та область масс, где его ищут сейчас в лабораторных экспериментах. При таких условиях эти частицы должны накапливаться у самого горизонта событий вращающейся черной дыры в больших количествах.

 

Заметить их позволят гравитационные волны. Ученые указывают, что столкновение аксионов внутри такого облака должно порождать стабильный ряд гравитационных волн, длина которых зависит от массы аксионов. Наблюдать гравитационные волны мы уже умеем – и у нас есть для этого действующий детектор LIGO, который в 2016 г. впервые «поймал» их, а вскоре заработают и новые такие инструменты. Возможно, они принесут новое громкое открытие – первые подтверждения существования аксионов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Позавчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: