Черные дыры открывают новые частицы!

Черные дыры открывают новые частицы!

Черные дыры открывают новые частицы!

Поиск новых частиц в большинстве случаев требует очень больших уровней энергии из-за больших скоростей, нужных при столкновении простых частиц, и благодаря этому строятся большие ускорители частиц, например тот, что находится в ЦЕРНе, который раскинулась ниже Франции и Швейцарии. На подобных ускорителях частицы ускоряются практически до скорости света, и их столкновение утверждает их существование и открывает новые частицы. Однако существуют и другие, более инновационные способы обнаружения новых частиц..

В Венском техническом университете ученые представили метод, который мог довести существование гипотетических «аксионов». Считается, что эти гипотетически возможные частицы собираются вокруг черной дыры и служат своего рода генератором энергии. Есть возможность, что данный процесс испускает гравитационные волны, которые мы могли бы померять..

Аксионы относятся к группе гипотетических частиц очень небольшой массы (группа бозонов). Согласно Эйнштейну, масса конкретно связана с энергетикой, и мы можем сделать вывод, что для их появления требуется довольно мало энергии. «Существование аксиона не доказали, но считается очень вероятным», — говорит Даниэль Грумиллер..

В связке с Габриэлем Мокану Грумиллер в Техническом университете Вены (факультет теоретической физики) разработал расчет того, как можно выявить аксионы..

Большие частицы

В квантовой физике каждая частичка также описывается как волна. Мы также называем явление это двойственностью, так как оно относится к особенностям, которые соответствуют иногда волне, иногда частице, в зависимости от эксперимента и состояния.

Длина волны отвечает энергии частиц, и они обратно пропорциональны. Это значит, что тяжёлые частицы имеют малую длину волны, тогда как аксионы могут иметь километры длины волны из-за их невысокой энергии. Результаты, полученные Грумиллером и Мозану, сформированые на работе Асмина Арванитаки и Сергея Дубовского (США / Российская Федерация), показали, как аксионы могут окружать черную дыру полностью, сродни тому, как электроны вращаются вокруг ядра атома. Взамен электромагнитной силы, которая связует электроны и ядро атома, тут будет действовать иная основательная сила Вселенной — гравитационная сила, которая в этом случае будет аргументом сцепления между аксионом и черной дырой..

Бозонное облако

Хотя взаимное действие черной дыры и аксиона было бы частично точно также взаимному действию в атоме, между этими 2-мя случаями есть большая разница; электроны — это фермионы (частицы с полуцелым спином), что значит, что согласно квантовой механике, точнее согласно принципу исключения Пауля, два фермиона не как правило находиться в одном и том же квантовом состоянии одновременно. Аксионы, с другой стороны, относятся к бозонам (частичкам с целым спином), что значит, что большинство из них могут одновременно быть в одном и том же квантовом состоянии. Они могут создавать говоря иначе «Бозонное облако», окружающее черную дыру. Это облако постоянно поглощает энергию черной дыры и повышает кол-во аксионов в облаке..

Непредвиденная смерть

Хотя бозоны могут сосуществовать, говоря иначе «Бозонное облако» не обязательно считается стабильной формой. «Сродни песчаным дюнам, которые способны без сложностей скользить из-за единственной песчинки, это облако частиц может неожиданно разрушиться», — говорит Даниэль Грумиллер. Наиболее интересное в данной аварии то, что бозенову можно померять.

Это мероприятие будет вибрировать в пространстве и времени и испускать гравитационные волны. Детектор гравитационных волн уже есть, и ожидается, что в 2016 году точность, с которой, безусловно, будут выявлены гравитационные волны, будет достигнута. Последние расчеты в Вене показывают, что эти гравитационные волны могут увеличить наши знания не только в астрономии, но также могут рассказать нам кое-что еще о новых типах простых частиц..

По материалам Источник

Похожие записи