Ραδιοσήματα από συγκρούσεις βαρυτονίων;

Posted on 13/03/2020

0


Οι συγκρούσεις μεταξύ βαρυτονίων θα μπορούσαν να παράξουν φωτόνια με συχνότητες στην περιοχή των ραδιοσυχνοτήτων

Προσομοίωση της σύγκρουσης δύο μαύρων τρυπών.

Αν η βαρύτητα και η κβαντική μηχανική είναι δυνατόν να ενοποιηθούν, τότε τα βαρυτικά κύματα – τα οποία συνήθως μελετώνται ως ένα κλασικό φαινόμενο χρησιμοποιώντας την γενική θεωρία της σχετικότητας – πρέπει να αντιστοιχούν και σε σωματίδια τα οποία ονομάζονται βαρυτόνιαγκραβιτόνια).

Στη φύση υπάρχουν τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις και σε κάθε μία από αυτές αντιστοιχεί ένα στοιχειώδες σωματίδιο που αποτελεί τον φορέα της δύναμης. Έτσι, οι φορείς της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης είναι τα φωτόνια, της ασθενούς τα μποζόνια W± και Ζ0 και της ισχυρής τα γλοιόνια.

Ενώ όλα τα παραπάνω σωματίδια έχουν ανιχνευθεί, ο φορέας της βαρυτικής αλληλεπίδρασης, το βαρυτόνιο όχι μόνο δεν έχει ανιχνευθεί, αλλά δεδομένου ότι η βαρύτητα είναι πάρα πολύ ασθενής διατυπώνονται ισχυρά επιχειρήματα από πολλούς φυσικούς ότι η πειραματική τους ανίχνευση είναι αδύνατη (υπενθυμίζεται ότι υπάρχουν κβαντικές θεωρίες της βαρύτητας που δεν χρειάζονται την ύπαρξη βαρυτονίων).

Ο Freeman Dyson είχε διατυπώσει την άποψη ότι, αν δεν υπάρχει κανένας τρόπος ανίχνευσης ενός βαρυτονίου, τότε τίθεται σε αμφισβήτηση η έννοιά του ως φυσική οντότητα.

Θεωρητικά τα βαρυτόνια μπορούν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους παράγοντας φωτόνια, όμως αυτές οι αλληλεπιδράσεις θεωρούνται εξαιρετικά σπάνιες και ως εκ τούτου πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν. Σε μια θεωρητική εργασία ο Raymond Sawyer από το Πανεπιστήμιο της Σάντα Μπάρμπαρα στην Καλιφόρνια, βρήκε κάποιες περιπτώσεις στις οποίες θα μπορούσαν να παραχθούν αρκετά φωτόνια στις συχνότητες των ραδιοκυμάτων ικανά να δημιουργήσουν ένα ανιχνεύσιμο σήμα.

Χρησιμοποίησε ένα απλοποιημένο μοντέλο στο οποίο αλληλεπιδρούν δυο βαρυτικά κύματα – σαν αυτά που προκύπτουν κατά την διάρκεια της συγχώνευσης μαύρων τρυπών. Το μοντέλο περιγράφει κάθε βαρυτικό κύμα σαν μια δέσμη βαρυτονίων και υπολογίζει την πιθανότητα μετατροπής τους σε φωτόνια. Σύμφωνα με τον Sawyer η ανίχνευση των φωτονίων που παράγονται από συγκρούσεις των βαρυτονίων θα μπορούσε να γίνει από ένα ραδιοτηλεσκόπιο στο διάστημα.

διαβάστε περισσότερα εδώ: https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.124.101301