據外媒報道,一種新型引力波探測器,它能發現大爆炸後網球大小的黑洞。UNamur的天體(ti) 物理學家Fuzfa教授說道:“探測原始黑洞為(wei) 理解宇宙起源提供了新的視角,因為(wei) 這些仍是假設的黑洞,它們(men) 被認為(wei) 是在大爆炸後的幾分之一秒內(nei) 形成的。 它們(men) 的研究對理論物理學和宇宙學的研究具有極大的興(xing) 趣,因為(wei) 它們(men) 可以明顯地解釋宇宙中暗物質的起源。”
據了解,由其領導的研究團隊剛剛開發了這種類型的探測器的應用以觀察“小”的原始黑洞。他們(men) 的研究結果日前已發表在《Physical Review D》上。“直到今天,這些原始黑洞仍是假設的,因為(wei) 很難區分由恒星核心內(nei) 爆產(chan) 生的黑洞和原始黑洞。如果能夠觀測較小的黑洞也就是行星的質量但隻有幾厘米大小的黑洞,情況就會(hui) 有所不同,”研究團隊說。他們(men) 繼續說道:“我們(men) 正在為(wei) 實驗人員提供一種可以通過捕捉它們(men) 合並時發出的引力波來探測它們(men) 的設備,這種引力波的頻率比目前可用的要高得多。”
但技巧是什麽(me) 呢?一個(ge) 引力波“天線” 是由一個(ge) 特定的金屬腔組成,並適當地浸入一個(ge) 強大的外部磁場中。當引力波穿過磁場時,會(hui) 在腔內(nei) 產(chan) 生電磁波。在某種程度上,引力波會(hui) 使空腔產(chan) 生“嘶嘶”聲(共振),不是用聲音而是用微波。
這種設備隻有幾米大小,但卻足以探測距離地球數百萬(wan) 光年的原始小黑洞的融合。它比幾公裏長的常用探測器像LIGO、Virgo和KAGRA幹涉儀(yi) 要緊湊得多。這種探測方法使得它對非常高頻的引力波(100 MHz的量級,而LIGO / Virgo / Kagra的引力波隻有10-1000 Hz)非常敏感,而這些引力波不是由聚變、中子星或恒星黑洞等普通天體(ti) 物理源產(chan) 生。
另一方麵,它是探測小黑洞的理想工具,行星的質量和大小從(cong) 一個(ge) 小球變成了一個(ge) 網球。“我們(men) 的探測器方案結合了已掌握的和日常生活中的技術如微波爐中的磁控管、核磁共振磁體(ti) 和無線電天線。但不要馬上把你的家用電器拆開就開始冒險:先讀讀我們(men) 的文章,然後訂購你的設備,弄明白這個(ge) 設備以及輸出的信號,”研究人員笑著說道。
這項專(zhuan) 利技術雖然目前還處於(yu) 先進的理論建模階段,但已經具備了進入更具體(ti) 階段的所有必要要素,即原型的構建。無論如何,它為(wei) 我們(men) 宇宙起源的基礎研究鋪平了道路。除了原始黑洞,這種類型的探測器還可以直接觀測大爆炸時發射的引力波從(cong) 而探測到比在粒子加速器中實現的能量更高的物理。
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