Ученые все чаще говорят о том, что имеющаяся Стандартная модель физики элементарных частиц устарела и науке нужно смело шагнуть вперед.
Так рождаются теории, предсказывающие существование сверхлегких частиц, которые легче даже самых легких из известных частиц (такая вот тавтология вышла).
С видимой материей эти частицы едва ли взаимодействуют и из-за этого их проблематично зафиксировать на ускорителях частиц и даже датчики темной материи оказываются беспомощными.
Физики Дэниел Бауманн, Хорнг Шэн Чиа и Рафаэль Порто убеждены, что обнаружить такие частицы все же можно и в этом нам помогут гравитационные волны, рожденные в момент столкновения сверхмассивных черных дыр.
Окружающий мир представлен двумя типами частиц: фермионы, формирующие вещество вокруг и бозоны, переносящие взаимодействия.
Согласно теории, бозоны могут формировать огромные концентрированные облака вокруг черных дыр, вращающихся на околосветовой скорости. Дыра с таким облаком будет похожа на протон-электронную структуру атома водорода, но в несоизмеримо большем масштабе.
Электрон, находящийся в атоме водорода, способен одновременно находиться в нескольких состояниях и каждое из них будет иметь конкретный энергетический показатель. Бозонное облако вокруг вращающейся черной дыры тоже способно демонстрировать несколько состояний, наблюдаемых одновременно (квантовый мир, мать его).
Если на атом водорода направить лазер, то переходы между энергетическими уровнями будут обеспечены искусственно: электрон начнет как бы "скакать" из одного состояния в другое. Нечто схожее допустимо в момент слияния двух черных дыр, когда гравитационное поле одной из них выступает в роли "лазера" для бозонного облака другого.
Так вот, Бауманн, Чиа и Порто считают, что при следующей фиксации гравитационных волн нужно обратить внимание на "отпечаток", который может быть оставлен в сигнале (энергетический скачок). Если его удастся заметить, то это будет указывать на переход между энергетическими уровнями в бозонном облаке. Однако все это пока лишь теория.
Отметим, что новый тип сверхлегких частиц является лишь теоретически предсказанным, так что нет никаких гарантий, что они в самом деле будут найдены.
Современные методы регистрации гравитационных волн все еще недостаточно чувствительны, так что физикам придется приложить немало усилий для достижения результатов.
