LIGO 探尋暗物質，成功可能性激增

在過去的九十年中，我們對於空間和宇宙實體的理解取得了顯著進步。

然而，有一件事始終未變：暗物質那時是個謎，如今依舊如此。

該研究的作者提出，激光干涉引力波天文臺（LIGO）有探測到標量場暗物質的可能，這是一種由超輕標量玻色子粒子構成的暗物質形式。

這個巨大的工具於 2015 年首次證實引力波存在時登上了頭條。

理論上，構成標量場暗物質的超輕玻色子粒子被認爲會與物質和光相互作用。

儘管這種相互作用十分微弱，但可能致使暗物質呈現出波狀的特性。

研究人員稱，LIGO 能夠藉助粒子的波狀模式來探測標量場的暗物質。

“一些理論表明，暗物質的表現更趨近於波，而非粒子，”首席研究作者、卡迪夫大學的研究助理亞歷山大·塞巴斯蒂安·戈特爾博士說道。

“這些波會在正常物質中引發微小的振盪，這能夠通過引力波探測器（比如 LIGO）檢測出來，”戈特爾補充說。他和他的團隊還使用理論模型對這一理論進行了測試。

該模型藉助模擬軟件對標量場暗物質波與 LIGO 之間可能存在的相互作用進行了研究，預測了標量場暗物質可能如何影響LIGO 的輸出。

通過此次分析，他們確定了應當在 LIGO 的數據中尋找的信號。接下來，他們使用一種稱爲對數譜分析的技術研究了 LIGO 的數據，以在信號中找到可能表明存在標量場暗物質的模式。

儘管研究人員沒有找到暗物質的有力證據，但他們得以確定耦合強度的新上限，也就是暗物質與LIGO 組件相互作用的強度。

與早期研究提出的值相比，新的限值意味着耦合強度值提升了 1 萬倍。

“我們給標量場暗物質的耦合常數設定了新的上限，這是其質量的函數。在 10 至 180 赫茲的頻段內，這比之前直接搜索的界限提高了多達四個數量級，”研究作者指出。

這些發現表明，LIGO 探測暗物質的機率比其他各種方法都要大。

再者，隨着比 LIGO 更爲先進的探測器被開發出來，科學家們將能夠在不應用任何間接搜索方法的情況下測試各種標量暗物質理論。

該研究 發表在《物理評論快報》雜誌上。