據(jù)外媒New Atlas報(bào)道， 在西澳大利亞州運(yùn)行的一種新型引力波探測(cè)器記錄了兩個(gè)罕見的事件，可能是暗物質(zhì)或原初黑洞的信號(hào)。 這些高頻引力波超出了大多數(shù)探測(cè)器的范圍，以前從未被記錄過(guò)。

引力波是時(shí)空結(jié)構(gòu)中的“漣漪”，由愛因斯坦在一個(gè)多世紀(jì)前首次預(yù)測(cè)，但直到2015年才被直接探測(cè)到。在那之后的幾年里，科學(xué)家已經(jīng)進(jìn)行了幾十次探測(cè)，大部分是由LIGO這樣的設(shè)施進(jìn)行的，它可以探測(cè)到頻率在7kHz和30 Hz之間的波。那是由黑洞和中子星碰撞等災(zāi)難性事件產(chǎn)生的波的范圍。

但預(yù)計(jì)引力波也會(huì)落在這個(gè)范圍之外。目前有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)正在尋找非常高頻率的波，這可能代表其他宇宙事件或天體。而現(xiàn)在，其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)的第一批數(shù)據(jù)已經(jīng)返回，包括兩個(gè)特別感興趣的探測(cè)結(jié)果。

該項(xiàng)目由ARC暗物質(zhì)粒子物理卓越中心(CDM)和西澳大學(xué)負(fù)責(zé)，它基于一種獨(dú)特的引力波探測(cè)器，被稱為體聲波(BAW)共振器。

該實(shí)驗(yàn)使用了一個(gè)石英晶體圓盤，當(dāng)聲波通過(guò)它時(shí)，它以高頻率振動(dòng)。這產(chǎn)生了一個(gè)電荷，它可以被壓在石英盤上的兩個(gè)導(dǎo)電板所接收。這個(gè)信號(hào)然后通過(guò)一個(gè)超導(dǎo)量子干涉裝置(SQUID)，它放大了信號(hào)，以便它能被探測(cè)器接收。然后整個(gè)裝置被包裹在幾個(gè)輻射防護(hù)罩內(nèi)，以防止外部電磁輻射的干擾，并過(guò)冷到幾乎絕對(duì)零度，以減少信號(hào)的噪音。這使得該設(shè)備能夠檢測(cè)到MHz范圍內(nèi)的頻率。

BAW實(shí)驗(yàn)在2019年分兩次進(jìn)行了153天，在這段時(shí)間里，科學(xué)家們觀察到了兩個(gè)罕見的事件，第一次在5月12日，另一次在11月27日。這兩次都是在5MHz左右的高頻率下發(fā)生的。

確切地說(shuō)，這些信號(hào)可能是什么仍然未知，但有一些令人興奮的可能性。據(jù)推測(cè)，原初黑洞是在大爆炸的幾毫秒內(nèi)產(chǎn)生的，并可能成為星系中心的超大質(zhì)量黑洞的“種子”。高頻引力波可能是由這些原始黑洞之一發(fā)出的，而這些原初黑洞還沒(méi)有被最終證明是存在的。

另一種可能性是，信號(hào)來(lái)自穿過(guò)儀器的暗物質(zhì)粒子云。這種奇怪的東西被認(rèn)為彌漫在宇宙中，并且只通過(guò)其強(qiáng)大的引力影響與常規(guī)物質(zhì)相互作用。

對(duì)任何一種情況的確認(rèn)都將是物理學(xué)的一個(gè)巨大突破。該團(tuán)隊(duì)表示，該信號(hào)也可能遠(yuǎn)沒(méi)有那么令人興奮，例如電荷粒子的干擾、機(jī)械應(yīng)力、隨機(jī)原子過(guò)程或流星事件。“令人激動(dòng)的是，這一事件表明新的探測(cè)器是敏感的，并給我們帶來(lái)了結(jié)果，但現(xiàn)在我們必須確定這些結(jié)果到底意味著什么，”該研究的作者William Campbell說(shuō)。

該團(tuán)隊(duì)表示，在弄清這一點(diǎn)的同時(shí)，該技術(shù)的未來(lái)版本將以更高的頻率搜索引力波，并比較多個(gè)探測(cè)器的結(jié)果以消除干擾。“下一代的實(shí)驗(yàn)將涉及建立一個(gè)克隆的探測(cè)器和一個(gè)對(duì)宇宙粒子敏感的μ介子探測(cè)器，” Campbell說(shuō)。“如果兩個(gè)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)引力波的存在，那將是非常令人興奮的。”

這并不是第一次在常規(guī)范圍之外的探測(cè)。其他團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了頻率極低的信號(hào)，這可能是由不同類型的暗物質(zhì)或宇宙的背景“嗡嗡聲”引起的。

該研究發(fā)表在 《物理評(píng)論快報(bào)》 雜志上。

關(guān)鍵詞： 引力波 暗物質(zhì) 黑洞產(chǎn)生 探測(cè)結(jié)果