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能否利用黑洞发现新粒子?

  一些超越粒子物理学标准模型的理论预测了新的超轻粒子存在,其质量远远低于自然界中已知最轻粒子。当这些粒子与普通物质的相互作用非常微弱时,粒子对撞机和暗物质探测器很难探测到它们。然而,正如阿姆斯特丹大学(UvA)的物理学家丹尼尔·鲍曼(Daniel Baumann)和洪胜家(Horng Sheng Chia)与德国德西大学(DESY)的拉斐尔·波尔图(Rafael Porto)共同发表的一篇新论文所显示那样:这些粒子可以在来自黑洞合并的引力波信号中被探测到,这项研究发表在《物理评论》上。自然界由两种粒子组成,一种是物理学家称为费米子的构成固体物质粒子,另一种称为玻色子的可以传播相互作用的粒子。
  博科园-科学科普:超轻玻色子可以通过一种叫做超辐射的过程,在快速旋转的黑洞周围形成大冷凝物。携带这种玻色子云的黑洞有时被称为"引力原子",因为它的结构在更大尺度上与氢原子的质子电子结构非常相似。例如,就像氢原子中的电子一样,黑洞周围的玻色子云可以有多种不同的状态,每种状态都有特定的能量。
  在氢原子的例子中,这些不同能级之间的跃迁可以通过将激光照射到原子上而引起。当激光的能量完全正确时,电子可以从一种状态"跃迁"到另一种状态。如果引力原子是一对相互环绕的黑洞的一部分,也会发生类似的效应。在这种情况下,第二个黑洞的引力作用将扮演"激光"的角色,并诱导玻色子云能量状态之间的转变。特征指纹
  近年来,物理学家已经能够测量引力波(引力场中的涟漪)当一对黑洞猛烈地合并成一个黑洞时产生的引力波。正如鲍曼、谢亚和波尔图现在所展示的那样,在假想的玻色子云中存在能级跃迁,将会在这种黑洞合并产生的引力波信号中产生一个特征"指纹"。观察这样的指纹将是对预测超轻玻色子理论的一个重要检验。虽然目前的引力波观测还不够灵敏,不足以观察到这种效应,但这肯定会成为未来实验的一个重要目标。研究黑洞周围超轻玻色子云的引力波特征,这些云是通过快速旋转黑洞的超辐射不稳定性形成,在黑洞质量和自旋的总体中产生明显的影响,并产生连续的单色GW信号。
  两个黑洞在近距离环绕对方运行,其中一个黑洞携带着一团超轻玻色子。新的计算结果表明,玻色子云存在将导致黑洞对发出的引力波信号中出现明显指纹。图片:D. Baumann
  双星存在极大地丰富了系统的动力学演化,最显著的是通过云增长和衰减模式之间的共振跃迁的存在(类似于原子物理学中的Rabi振荡)。这些共振对当前和未来的GW探测器具有丰富的现象学意义。值得注意的是,来自云的GW信号振幅可能会降低,在许多情况下,在双星合并之前就终止了。玻色子云存在还可以通过有限尺寸效应的印记,如自旋诱导的多极矩和潮汐爱数值,在双星的GW信号中显示出来。在共振过程中,云的能量密度随时间的变化,使得有限尺寸项对波形的贡献呈现出明显的特征,或者至少是衰减。对这些效应的观察将通过精确的GW数据来约束假定的超轻玻色子的性质,从而提供超越标准模型的物理学新探头。
  博科园-科学科普|研究/来自: 阿姆斯特丹大学
  参考期刊文献:《arXiv》,《物理评论D》
  Cite: arXiv:1804.03208
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雷电F84战斗机美国美国雷电F84战斗机1944年,著名的共和飞机公司开始自己出资研制喷气式战斗机,起初他们想将涡轮喷气发动机直接安装在P47战斗机上,但是却发现并不实际,于是只能重新设计。1945年流星ampampquotF80战斗机美国美国流星F80战斗机当二战爆发后,英德两国都抓紧了喷气飞机的研制,此时的美国已经被甩在了后面。为了赶上世界先进水平,美国陆军在得到了英国的喷气发动机蓝图后要求贝尔公司研制全新的喷气美国自由战士F5战斗机1955年,美国诺斯罗普公司启动了代号为N156的轻型战斗机项目,意在研发一款廉价易维护的轻型战斗机。起初该方案并未得到美国军方的认可,后来军方认为这种廉价的战斗机可以作为军事援助美国M1艾布拉姆斯主战坦克M1艾布拉姆斯(M1Abrams)主战坦克由美国克莱斯勒汽车公司防务部门研制,目前是美国陆军和海军陆战队主要的主战坦克。研发历史M1主战坦克的研制源于20世纪60年代美国和联邦德国前苏联米格25截击机20世纪50年代末60年代初,导弹技术取得了长足进步,美国前苏联以及西欧各国都出现了要导弹不要飞机的浪潮。当时的前苏联领导人赫鲁晓夫就是这一浪潮的支持者之一,这使得前苏联航空工业及F86佩刀战斗机美国1949年,美国空军刚刚装备了F86佩刀战斗机,雄心勃勃的北美航空公司没有满足现状,紧接着又启动了F86战斗机替代机型的研发计划,目的是研发一款在平飞中能达到超音速的战斗机。195超音速战机F100超级佩刀美国20世纪50年代初期,美国空军装备了超音速战机F100超级佩刀,美国海军也迫切希望装备自己的超音速战机。1952年9月,美国海军正式对外发布招标信息,包括钱斯沃勒公司在内的8家航空美国蝎子F89截击机二战末期,美国陆军航空队开始考虑研制P61黑寡妇夜间截击机的替代机型。1945年3月,陆军航空队正式公布了招标书,同年8月,又公布了一整套具体的设计指标,包括航程965千米,要在1鬼怪F4战斗机美国美国鬼怪F4战斗机1953年,美国麦克唐纳飞行器公司介于其自身对美国海军未来战斗机的理解,提出了F3H魔鬼舰载战斗机设计方案,并在1953年底向美国海军推销该方案。美国海军对该方案华为nova8Pro,解密Vlog拍摄密码现在网络上什么最热门?我认为小视频和直播必然排名最靠前,作为5G自拍视频旗舰,12月23日华为线上发布会上发布的华为nova8Pro配备了前置Vlog视频双镜头,后置配备了智能AI前苏联米格23战斗机20世纪60年代初,米高扬设计局开始研究米格21战斗机的后继机型,新飞机要求在航程火力及航电设备上都比米格21战斗机有显著提升。在设计上,前苏联的设计师们参考了美国F111战斗轰炸
大火的元宇宙,是少数人炒作的闹剧还是多数人真实的未来?元宇宙铺天盖地来势汹汹地占据了各种头版头条的时候,小北还以为自然科学界取得了什么重大突破!发现了比宇宙起源还古早的物质。但看了各种介绍后觉得,这东西,好像和宇宙并没有什么关系?非要C2021A1伦纳德彗星将于下月成为2021年最明亮的彗星于今年初发现的C2021A1(Leonard)伦纳德彗星,将于12月12日最接近地球,12月份这颗彗星的视星等最亮预估为45等,在郊外大气宁静度高的地方达到肉眼可观测的亮度!C20密林龙茂密森林中的蜥蜴,体长9米的巴西大型恐龙密林龙是一种在巴西境内发现的恐龙,其化石发现于巴西亚玛逊森林,密林龙体长可达9米多,体重在2。9吨左右,这是一种大型食肉恐龙,以小到中型的植食性蜥脚类恐龙为食,下面就来了解下这种恐如何给外星人指引到达地球的方向?专家努力向外星人传递地球信息宇宙大得令人难以置信,也古老得令人难以置信。考虑到所有的时间和空间,似乎很有可能在某个地方,某个时间,存在另一种智慧的文明火花。但是,如果有智慧生物出现在宇宙中的某个地方,我们如何全球变暖恶果显现,北极冰川迅速融化,我们能重新冻结北极吗?综述2020年,西伯利亚的北极圈地区,一个叫韦尔霍扬斯克的小镇,出现了有史以来极圈内最高温度38摄氏度。科学家预计未来这个记录很快就会被打破,因为现在全球的气温越来越高已经是不争的第二地球超大型超级地球被发现,科学家恐有高级文明宇宙中是否还有另一个地球?不管是出于对生命的探索还是对宇宙环境的认知,很多人都有这样的疑问。会存在外星文明吗?它们是不是居住在另一个地球?人类还能不能找到除地球外的第二个家园?从理英媒盘点2022年最值得关注的22项新技术太阳能地球工程技术参考消息网11月27日报道英国经济学人网站11月8日发表题为下一个是什么?2022年值得关注的22项新兴技术的文章,文章称,太阳能地球工程技术意在达到给地球降温的效果。假如世界变得特朗普支持之下,nasa制定重返月球计划,原本希望俄罗斯加入上个世纪美国登陆月球暂停后,再也没有重新返回,似乎失去了这项能力。美国国内一直有人希望重返月球,并将其视为实力的象征,最典型的代表便是特朗普。在特朗普支持之下,美国NASA制定了一俄罗斯科学家想要炸掉月球,让地球变得安全,他们发现了什么?自从进入20世纪之后,人类的科技取得重大突破,上天入地无所不能,取得前人所无法想象的成就。随着科技突飞猛进,人类提出并且实施了一系近乎疯狂的计划。上个世纪60年代,美国提出了西福特结构色彩蓝色为什么罕见?科幻网11月28日讯(刘亚珠)现实生活中,我们很少会看见蓝色的动植物,真正的蓝色色素缺稀到曾比金子还要贵,那为什么蓝色生物这么稀少?这是因为蓝色色素需要全新的化学反应。就如同人类一单台最大推力只能推动800根头发,却让我国在航天领域叫板美国这是人类历史上首次在太空中采用电推进动力系统,是由中国掀起的一场规模空前的空间动力技术变革。2021年,中国神舟十三号载人飞船顺利发射升空,并与天宫空间站完成径向交会对接。与此同时