블랙홀, 중력파, 그리고 axions라고 불리는 거의 질량이없는 가설 입자보다 더 많은 마음이 구부러지는 것은 거의 없습니다. 이제 이론적 물리학 자 팀이 세 가지를 모두 놀라운 방식으로 묶었습니다. 축이 존재하고 올바른 덩어리가 있다면, 회전하는 블랙홀은 입자의 광대 한 구름을 생성해야하며, 이는 1 년 전 레이저 간섭계 중력 웨이브 전망대 (LIGO)와 비슷한 중력파를 생성해야합니다. 아이디어가 정확하다면 Ligo는 간접적이지만 축을 감지 할 수 있습니다.
케임브리지의 MIT (Massachusetts Institute of Technology)의 입자 천체 물리학자인 Tracy Slatyer는“정말 좋은 생각입니다. "[Ligo] 데이터가있을 것이며, 우리가 무언가를 보면 놀랍습니다." MIT의 이론적 입자 물리학자인 Benjamin Safdi도 열정적입니다. "이것은 우리 가이 질량 범위에서 입자를 찾아야하는 가장 좋은 아이디어입니다."
블랙홀은 거대한 별이 불에 타서 붕괴 될 때 남은 강렬한 중력장입니다. 블랙홀의 "이벤트 지평"을 정의하는 그 시점의 특정 거리 내에서, 빛조차도 탈출 할 수 없을 정도로 강해집니다. 2015 년 9 월, Ligo는 두 개의 블랙홀 병합에서 나오는 중력파라고 불리는 공간에서 잔물결이 터져 나왔습니다.
Axion (존재하는 경우)은 아마도 전자 또는 가벼운 것만 큼 큰 수십억의 입자 일 것입니다. 1970 년대에 꿈을 꾸고 양성자와 중성자를 구성하는 쿼크와 글루온이라는 입자 이론에서 호기심 많은 수학적 대칭을 설명하는 데 도움이됩니다. 떠 다니는 축은 또한 우주의 모든 물질의 85%를 구성하는 것으로 생각되는 암흑 물질 일 수도 있습니다. 입자 물리학 자들은 자기장을 사용하여 광자로 변환하려는 실험에서 축을 찾고 있습니다.
그러나 루이지애나와 워싱턴 주에서 리고와 그 쌍둥이 탐지기로 블랙홀을 연구하여 축을 탐지하는 것이 가능할 수 있으며, 캐나다 워털루의 이론적 물리학 연구소의 이론가 인 Asimina Arvanitaki와 Masha Baryakhtar와 동료들의 이론가들의 이론가들.
질량이 올바른 범위에 있으면 블랙홀 주위에 궤도에 갇힌 도끼가 많은 상황에서 발생하고 특정 유형의 레이저에 광자가 곱해지는 초고전이라고하는 과정을 겪어야합니다. Axion이 근처에 닿지 만 교차하지 않으면 블랙홀의 이벤트 지평선이 있으면 블랙홀의 스핀은 Axion에 에너지를 향상시킵니다. 그리고 Axion은 광자와 같은 일부 특성을 가진 양자 입자이기 때문에 부스트는 더 많은 축을 만들어냅니다. 따라서 런 어웨이 과정은 방대한 수의 입자를 생성해야합니다.
그러나 이것이 일어나려면 핵심 조건을 충족해야합니다. axion과 같은 양자 입자는 또한 파도처럼 작용할 수 있으며, 더 가벼운 입자는 더 긴 파장을 갖는다. 초자기가 시작하려면 Axion의 파장이 블랙홀이 넓은 한 길어야합니다. 따라서 Axion의 질량은 매우 가볍어 야합니다. 1/10,000,000에서 1/10,000 사이의 현재 실험실 실험에서 조사 된 범위. Axions는 단지 Willy-Nilly를 나타낼뿐만 아니라 원자에있는 전자의 궤도와 같은 거대한 양자 파도에 빠질 것입니다. Safdi는 Superradiance의 기본 물리학이 잘 확립되어 있다고 말합니다.
는 말합니다.Baryakhtar는 Axion Cloud가 여러 가지 방식으로 드러날 수 있다고 말합니다. 구름에 충돌하는 가장 유망한 축이 서로를 멸종시켜 중력을 생성해야합니다. 입자는 광자가 빛을 비추는 것처럼 중력파를 구성하는 것으로 생각됩니다. 질서 정연한 양자 구름에서 나오는 중력은 Axion의 질량에 의해 설정된 주파수로 연속파를 형성합니다. Ligo는 2 월 8 일에 발표 된 논문에서 Baryakhtar와 동료들은 매년 수천 개의 소스를 발견 할 수있을 것입니다. -이 연속 신호를 추적하는 것은 블랙홀을 충돌하는 것을 감지하는 것보다 어려울 수 있습니다. Slatyer는 여러 동일한 주파수 소스를 발견하는 것이 "흡연 건"이 될 것이라고 말했다.
Axion 구름도 간접 신호를 생성 할 수 있습니다. 원칙적으로 블랙홀은 거의 경도로 회전 할 수 있습니다. 그러나, 축을 생성하면 블랙홀의 각 운동량을 수집하고 느리게 할 수 있습니다. 결과적으로, Ligo는 충돌하는 블랙홀 스핀이 그 궁극적 인 속도에 도달하지 않지만 그 아래에서 잘 차단된다는 것을 관찰해야한다고 Baryakhtar는 말합니다. Ligo는 25%의 정밀도로 충돌 블랙홀의 스핀을 측정 할 수 있으므로 스핀의 한계를 감지하는 것은 어려울 것입니다.
Safdi는 분석에서 Ligo가 많은 블랙 홀 합병을보고 예상대로 수행 할 것이라고 가정합니다. 그리고 Ligo가 신호를 보지 못하면 Axion을 배제하지 않을 것이라고 그는 말합니다. 그럼에도 불구하고 그는 "이것은 아마도 우리가 중력파로 조사 할 새로운 물리학에서 지금까지 본 가장 유망한 논문 일 것입니다."
.
