新型引力波探測器:可用來尋找網球大小的黑洞
據外媒報導,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的天體物理學家Fuzfa教授說道:“探測原始黑洞為理解宇宙起源提供了新的視角,因為這些仍是假設的黑洞,它們被認為是在大爆炸後的幾分之一秒內形成的。它們的研究對理論物理學和宇宙學的研究具有極大的興趣,因為它們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,因為很難區分由恆星核心內爆產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只有幾厘米大小的黑洞,情況就會有所不同,”研究團隊說。他們繼續說道:“我們正在為實驗人員提供一種可以通過捕捉它們合併時發出的引力波來探測它們的設備,這種引力波的頻率比目前可用的要高得多。”
但技巧是什麼呢?一個引力波“天線” 是由一個特定的金屬腔組成,並適當地浸入一個強大的外部磁場中。當引力波穿過磁場時,會在腔內產生電磁波。在某種程度上,引力波會使空腔產生“嘶嘶”聲(共振),不是用聲音而是用微波。
這種設備只有幾米大小,但卻足以探測距離地球數百萬光年的原始小黑洞的融合。它比幾公里長的常用探測器像LIGO、Virgo和KAGRA干涉儀要緊湊得多。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的引力波只有10-1000 Hz)非常敏感,而這些引力波不是由聚變、中子星或恆星黑洞等普通天體物理源產生。
另一方面,它是探測小黑洞的理想工具,行星的質量和大小從一個小球變成了一個網球。“我們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:先讀讀我們的文章,然後訂購你的設備,弄明白這個設備以及輸出的信號,”研究人員笑著說道。
這項專利技術雖然目前還處於先進的理論建模階段,但已經具備了進入更具體階段的所有必要要素,即原型的構建。無論如何,它為我們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而探測到比在粒子加速器中實現的能量更高的物理。