Buchi neri e onde gravitazionali per intercettare materia oscura, la nuova idea degli scienziati

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La caccia alla materia oscura continua. Un team di ricercatori dell’Australian National University (ANU) sta usando i rilevatori di onde gravitazionali LIGO, Virgo e KAGRA per individuare “nuvole” di bosoni che potrebbero contenere il segreto della stessa materia oscura. Queste nubi sono fatte da bosoni, particelle subatomiche ultraleggere che potrebbero essere il componente principale della materia oscura. I ricercatori hanno per ora pubblicato uno nuovo studio su arXiv in cui descrivono i loro progressi.

Bosoni impossibili da scoprire sulla Terra

Come spiega Lilli Sun, ricercatrice del Centro per l’astrofisica gravitazionale dell’ANU, il nuovo studio può essere considerato come il primo sondaggio del cosmo fatto solo per cercare onde gravitazionali onde individuare possibili bosoni in relazione alla materia oscura. Come spiega la stessa ricercatrice, è pressoché impossibile scoprire queste particelle sulla Terra e quindi bisogna indagare nei cieli. Il fatto è che hanno una massa piccolissima e proprio per questo non interagiscono con l’altra materia. Si tratta della caratteristica principale della materia oscura, tra l’altro. La materia oscura, ad oggi, può essere individuata solo analizzando gli effetti gravitazionali che ha sulla materia “normale”.

Nubi di bosoni dovrebbero emettere onde gravitazionali

Ma cosa centrano le onde gravitazionali? Come spiega la ricercatrice, le nuvole fatte di questi bosoni, quelle che i ricercatori vogliono individuare, emetterebbero delle onde gravitazionali le quali poi possono essere individuate con gli appositi rilevatori. Per fare ciò i ricercatori intendono analizzare soprattutto l’energia dei buchi neri in rapida rotazione. Questi buchi neri, infatti, in teoria dovrebbero intrappolare moltissimi di questi bosoni grazie al loro potente campo gravitazionale.

Una “danza” che durerebbe 2 milioni di anni

Dopo averle catturate si creerebbe una nuvola che ruoterebbe intorno al buco nero stesso in una danza che potrebbe durare per milioni di anni e che produrrebbe le suddette onde gravitazionali che si propagherebbero nello spazio fino a raggiungere la Terra.
E anche se non si ottenessero informazioni relative alla materia oscura, i progressi che si potrebbero avere con questi studi potrebbero comunque far avanzare di non poco la comprensione che abbiamo della fisica delle particelle in generale, come fanno notare i ricercatori.

Note e approfondimenti

  1. [2111.15507] All-sky search for gravitational wave emission from scalar boson clouds around spinning black holes in LIGO O3 data

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