Os detectores de ondas gravitacionais podem ser capazes de detectar muito mais do que ondas gravitacionais. De acordo com um novo estudo, eles também podem detectar potencialmente a matéria escura, se a matéria escura é composta de um tipo particular de partícula chamada "fóton escuro". No futuro, Cientistas do LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) planejam implementar uma busca por fótons escuros, que incluirá certas regiões previamente inexploradas do espaço de parâmetros do fóton escuro.

Uma equipe de físicos, Aaron Pierce, Keith Riles, e Yue Zhao da Universidade de Michigan, relataram sua proposta de usar detectores de ondas gravitacionais para pesquisar matéria escura em um artigo recente publicado em Cartas de revisão física .

"Esta proposta faz uma bela ponte entre o campo recém-nascido da astronomia de ondas gravitacionais e o da física de partículas, "Zhao disse Phys.org . "Sem nenhuma modificação, um detector de onda gravitacional pode ser usado como um detector direto de matéria escura muito sensível, com potencial para uma descoberta de matéria escura de cinco sigma. "

Como os físicos explicam em seu artigo, se os fótons escuros têm uma massa muito clara, então eles podem ser considerados como se comportando como um campo de fundo oscilante, com a frequência de oscilação determinada por sua massa. Os detectores de ondas gravitacionais podem potencialmente detectar essas oscilações porque as oscilações podem afetar os objetos de teste colocados nos detectores de ondas gravitacionais. Por exemplo, se dois objetos de teste localizados em posições diferentes no detector experimentam diferentes deslocamentos, essa diferença pode ser devido à fase relativa das oscilações do campo de fótons escuros nessas diferentes posições.

Os físicos esperam que ambos apresentem detectores de ondas gravitacionais baseados na Terra, como o LIGO, bem como futuros detectores de ondas gravitacionais baseados no espaço, como LISA (Laser Interferometer Space Antenna), terá a capacidade de pesquisar matéria escura de fótons escuros. Usar mais de um detector permitiria verificação cruzada e melhor sensibilidade.

No futuro, os cientistas planejam trabalhar no desenvolvimento do novo método de pesquisa de matéria escura e determinar exatamente que tipo de sinal um detector de onda gravitacional receberia se um fóton escuro estivesse por perto.

"Pretendemos levar este trabalho muito além de uma proposta teórica, "Zhao disse." Primeiro, planejamos realizar a análise de dados usando um modelo de sinal simplificado e um algoritmo de busca direto. Em seguida, refinaremos gradualmente nosso método de pesquisa e incluiremos uma simulação detalhada do sinal e da resposta do detector. "

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