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2024-09-23 22:59:33
研究者チームが、暗黒物質を探す新しい方法を提案した。それは時空自体の乱れだ。チームは3つのレーザー干渉計重力観測所（LIGO）による観測データを調べ、 出版された 今月初めに彼が行った調査結果は 物理レビューレター。
暗黒物質とは、通常の物質との重力相互作用からその存在を推測できるが、それ以外では目に見えない物質の総称です。暗黒物質は宇宙の質量エネルギー量の約 27% を占め、あらゆるものの大半を占めているにもかかわらず、直接観察するのは極めて困難であることが証明されています。つまり、科学者はまだ直接観察できていません。代わりに、他の物体に対するその重力の影響を観測しているだけです。
「いくつかの理論では、暗黒物質は粒子というより波のように振舞うと示唆されている」とカーディフ大学の物理学者でこの研究の筆頭著者であるアレクサンドル・ゲッテル氏は言う。 Phys.orgに語った「これらの波は通常の物質に微小な振動を引き起こし、重力波検出器で検出することができます。」
LIGO のような重力波検出器は、干渉計を使用して、ブラックホールや中性子星などの巨大な物体の動きや相互作用によって生じる時空のさざ波を感知します。LIGO は基本的に、地下のレーザーが移動した距離を測定します。重力波が時空を縮めたり伸ばしたりすると、科学者はデータから、レーザーが以前よりもわずかに長くまたは短く移動したことを確認できます。これは、重力波が通過したことを示しています。
研究チームは最近、暗黒物質の仮説上の形態の 1 つである超軽量ボソン (他の形態には公理や暗黒光子など) を研究しました。研究チームが研究した暗黒物質のユニークな特徴の 1 つは、暗黒物質が弱い相互作用をする巨大粒子 (WIMP) と同様に物質と光の両方と弱い相互作用をし、重力波検出器のデータに現れる雲のような構造を形成できることです。
「原子レベルでは、暗黒物質場が電磁場とともに変動していると考えられます」とゲッテル氏は言う。「暗黒物質場の振動は、電磁相互作用を支配する基本定数、すなわち微細構造定数と電子質量を実質的に変化させます。」
研究チームはまだ暗黒物質を直接検出していないが、LIGO の構成要素との相互作用の強さに新たな限界を設けた。研究チームの新たな測定結果は、彼らがテストした特定の周波数範囲において、以前の研究より 10,000 倍も改善されている。
科学者が初めて暗黒物質を直接検出できるようになるまでには長い時間がかかるかもしれない（つまり、そうなるだろう）。だから、科学者たちはどこでも暗黒物質を探したほうがよいだろう。
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