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黑洞或能披露未知极轻粒子

黑洞的自转能可用以激发其附近的辐射,即所谓的“超辐射”效应。这种辐射为玻色子,一些模型给出其静质量在10-10—10-20 eV范围内。在吸积黑洞发出辐射的背景中找寻这种超辐射几乎是不可能的。但是,若黑洞围绕另一黑洞发生并合,在满足某种引力共振条件时,玻色子云将迅速坍塌。当双黑洞的轨道频率与普朗克常数之积跟玻色子云的能级相当时,这种共振就会发生。玻色子云的行为类似于原子核外的电子云。黑洞并合时,玻色子云的迅速塌缩会影响引力波信号的谐波。

极轻玻色子可以是许多粒子理论所预言的轴子或轴子类的粒子,后者也可能是暗物质的一部分。到目前为止,LIGO 和Virgo 合作组探测引力波的敏感度还不够,不能检测极轻玻色子的这种微弱效应。然而,随着引力波探测器和用于波形分析的理论模型的改进,情况将有所改变。

(徐仁新 编译自Physics,February 4,2019)

本文选自《物理》2019年第4期


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