Een internationaal team van onderzoekers heeft bewijs gevonden dat suggereert dat de Laser Interferometer Space Antenna (LISA) ultralichte bosonen zou moeten kunnen "zien", als ze bestaan. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurastronomie , de groep beschrijft berekeningen die ze hebben gemaakt om te beoordelen of ultralichte bosonwolken die zich buiten de waarnemingshorizon van zwarte gaten vormen, door LISA kunnen worden gedetecteerd, en wat ze vonden.

LISA is een Europese ruimtemissie die in 2034 zal worden ingezet - het zal bestaan ​​uit drie ruimtevaartuigen uitgerust met interferometers die in een baan om de zon worden geplaatst in een driehoekige formatie op dezelfde afstand van de zon als de aarde. In een dergelijke regeling zwaartekrachtvelden kunnen worden gedetecteerd en gemeten door nauwkeurig de veranderingen in de afstand tussen de drie ruimtevaartuigen te noteren. Het doel van de missie is om zwaartekrachtsgolven te meten op een manier die vanaf hier op aarde niet mogelijk is. De onderzoekers met deze nieuwe poging zijn van mening dat de unieke mogelijkheden ervan het mogelijk moeten maken om ultralichte bosonwolken te detecteren als ze bestaan ​​​​aan de waarnemingshorizon van zwarte gaten.

Ultralichte bosonen zijn theoretische deeltjes zoals axionen - de theorie heeft ook gesuggereerd dat ze mogelijk donkere materie bevatten. Andere theorieën hebben gesuggereerd dat als ultralichte bosonen bestaan, ze vormen zich waarschijnlijk in wolken rond de waarnemingshorizon van zwarte gaten. En als ze dat doen, ze zouden waarschijnlijk een Compton-golflengte hebben. Omdat dergelijke golflengten omgekeerd evenredig zijn met hun massa, de Compton-golflengte voor een ultralicht boson zou behoorlijk groot zijn.

De onderzoekers merken op dat superradiance zou moeten optreden als de Compton-golflengte van een ultralichte bosonwolk vergelijkbaar blijkt te zijn met een Schwarzschild-straal (de afstand van het centrum tot de waarnemingshorizon) van een bepaald zwart gat. Superradiantie verwijst naar bosonvelden die zich koppelen aan een zwart gat terwijl het ronddraait en energie daaruit trekt tot het punt dat de bosonwolk met dezelfde snelheid roteert als het zwarte gat. De onderzoekers merken op dat superradiantie het door het zwarte gat gegenereerde zwaartekrachtgolfsignaal zou veranderen - iets dat LISA zou kunnen detecteren omdat het externe ruis zou kunnen filteren die typisch de mogelijkheden van grondgebaseerde systemen beperkt.

© 2019 Wetenschap X Netwerk