Partikel-partikel yang sebelumnya tidak ditemukan dapat dideteksi ketika mereka menumpuk di sekitar lubang hitam, kata para ilmuwan di Universitas Teknologi Wina.
Menemukan partikel baru biasanya membutuhkan energi tinggi - itulah sebabnya akselerator besar telah dibuat, yang dapat mempercepat partikel hingga hampir secepat cahaya. Tetapi ada cara-cara kreatif lain untuk menemukan partikel baru: Di Universitas Teknologi Wina, para ilmuwan mempresentasikan metode untuk membuktikan keberadaan "axion" hipotetis. Aksis ini dapat menumpuk di sekitar lubang hitam dan mengekstrak energi darinya. Proses ini dapat memancarkan gelombang gravitasi, yang kemudian dapat diukur.
Kesan seniman tentang lubang hitam, dikelilingi oleh aksial.
Axion adalah partikel hipotetis dengan massa yang sangat rendah. Menurut Einstein, massa berhubungan langsung dengan energi, dan oleh karena itu sangat sedikit energi yang diperlukan untuk menghasilkan aksial. "Keberadaan axion tidak terbukti, tetapi dianggap sangat mungkin", kata Daniel Grumiller. Bersama dengan Gabriela Mocanu ia menghitung di Universitas Teknologi Wina (Institut Fisika Teoritis), bagaimana axion dapat dideteksi.
Partikel Besar Secara Astronomi
Dalam fisika kuantum, setiap partikel digambarkan sebagai gelombang. Panjang gelombang sesuai dengan energi partikel. Partikel-partikel berat memiliki panjang gelombang kecil, tetapi axion berenergi rendah dapat memiliki panjang gelombang beberapa kilometer. Hasil Grumiller dan Mocanu, berdasarkan pada karya-karya Asmina Arvanitaki dan Sergei Dubovsky (AS / Rusia), menunjukkan bahwa axion dapat melingkari lubang hitam, mirip dengan elektron yang melingkari inti atom. Alih-alih gaya elektromagnetik, yang mengikat elektron dan nukleus bersama-sama, itu adalah gaya gravitasi yang bertindak antara aksial dan lubang hitam.
Gabriela Mocanu dan Daniel Grumiller
Boson-Cloud
Namun, ada perbedaan yang sangat penting antara elektron dalam atom dan aksial di sekitar lubang hitam: Elektron adalah fermion - yang berarti bahwa dua di antaranya tidak pernah berada dalam keadaan yang sama. Axion di sisi lain adalah boson, banyak dari mereka dapat menempati keadaan kuantum yang sama pada saat yang sama. Mereka dapat membuat "boson-cloud" yang mengelilingi lubang hitam. Awan ini terus-menerus menyedot energi dari lubang hitam dan jumlah aksial di awan meningkat.
Tiba-tiba Runtuh
Awan seperti itu belum tentu stabil. "Seperti tumpukan pasir, yang tiba-tiba bisa meluncur, dipicu oleh satu butir pasir tambahan, awan boson ini tiba-tiba bisa runtuh," kata Daniel Grumiller. Hal yang menarik tentang kehancuran seperti ini adalah "bose-nova" ini dapat diukur. Peristiwa ini akan membuat ruang dan waktu bergetar dan memancarkan gelombang gravitasi. Detektor untuk gelombang gravitasi telah dikembangkan, pada tahun 2016 mereka diharapkan untuk mencapai akurasi di mana gelombang gravitasi harus dideteksi secara jelas. Perhitungan baru di Wina menunjukkan bahwa gelombang gravitasi ini tidak hanya dapat memberi kita wawasan baru tentang astronomi, mereka juga dapat memberi tahu kita lebih banyak tentang jenis partikel baru.
Diterbitkan ulang dengan izin dari Universitas Teknologi Wina.