חלקיקי בוזון מאוד קלים הם סוג חדש של חלקיקים תת-אטומיים שהמדענים הציעו כאפשרות משכנעת לחומר אפל. אבל את החלקיקים המאוד קלים האלה, אם הם קיימים, קשה לגלות כי המסה שלהם מאוד קטנה ורק לעיתים נדירות הם יוצרים אינטראקציות עם חומר אחר, זאת אחת מהתכונות החשובות שיש לחומר האפל
גלי כבידה הם אדוות קוסמיות במארג החלל והזמן שנובעות מאירועים קטסטרופליים כמו התנגשויות של חורים שחורים וכוכבי נייטרונים - הליבות של כוכבים על-ענקים מסיביים שקרסו. גלאים מאוד רגישים של גלי כבידה בכדור הארץ, כמו הגלאים המתקדמים וירגו וליגו, צפו בהצלחה בעשרות אותות של גלי כבידה, ומשתמשים בהם גם כדי לחפש חומר אפל: צורה היפותטית של חומר שלפי הסברה מהווה 85% מכל החומר שביקום. חומר אפל הוא חומר שאי אפשר לראות באופן ישיר, אבל אנחנו יודעים שהוא קיים בגלל ההשפעה שיש לו על עצמים שאנחנו יכולים לצפות בהם ישירות. ייתכן שהחומר האפל מורכב מחלקיקים שלא סופגים, מחזירים או פולטים אור, ולכן אי אפשר לגלות אותם על ידי צפייה בקרינה אלקטרומגנטית.
חלקיקי בוזון מאוד קלים הם סוג חדש של חלקיקים תת-אטומיים שהמדענים הציעו כאפשרות משכנעת לחומר אפל. אבל את החלקיקים המאוד קלים האלה, אם הם קיימים, קשה לגלות כי המסה שלהם מאוד קטנה ורק לעיתים נדירות הם יוצרים אינטראקציות עם חומר אחר, זאת אחת מהתכונות החשובות שיש לחומר האפל.
הגילוי של גלי כבידה מאפשר גישה חדשה לגילוי חלקיקי הבוזון המאוד קלים האלה באמצעות כבידה. המדענים משערים שאם יש חלקיקי בוזון מאוד קלים מסוימים ליד חור שחור שמסתחרר במהירות, שדה הכבידה הגדול מאוד גורם לחלקיקים להילכד סביב החור השחור וליצור ענן. התופעה הזאת יכולה ליצור גלי כבידה עם משך חיים מאוד ארוך. על ידי חיפוש האותות של גלי הכבידה האלה, המדענים יוכלו סופסוף למצוא את חלקיקי הבוזון החמקמקים האלה, אם הם אכן קיימים, ואולי לפתור את התעלומה של החומר האפל או לשלול את קיומם של חלק מסוגי החלקיקים האחרים המוצעים.
במחקר בינ"ל שנערך לאחרונה בשיתוף הפעולה LIGO-Virgo-KAGRA, שאחת מהחוקרים המובילים בו היא ד"ר לילי סאן, חוקרת חברה ב-OzGrav מהאוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה, צוות של מדענים ביצע את החיפוש הראשון בעולם בכל השמיים שהותאם למציאת האותות של גלי הכבידה החזויים האלה מענני בוזונים ליד חורים שחורים שמסתחררים במהירות.
"מדע גלי הכבידה פתח פתח חדש לגמרי לחקר הפיזיקה הבסיסית. הוא מספק מידע ישיר על עצמים דחוסים מסתוריים ביקום כמו חורים שחורים וכוכבי נייטרונים, וגם מאפשר לנו לחפש חלקיקים חדשים וחומר אפל", אומרת ד"ר סאן.
למרות שלא התגלה אות, צוות החוקרים הצליח להסיק מסקנות רבות ערך על הנוכחות האפשרית של העננים האלה בגלקסיה שלנו. בניתוח הם גם הביאו בחשבון שהחוזק של אות של גל כבידה תלוי בגיל של ענן הבוזונים: ענן הבוזונים מתכווץ כשהוא מאבד אנרגיה על ידי שליחת גלי כבידה, כך שהחוזק של האות של גל הכבידה יקטן עם הזדקנות הענן.
"למדנו שסוג מסוים של ענני בוזונים שגילם פחות מאלף שנים לא סביר שיהיו קיימים במקום כלשהו בגלקסיה שלנו, ואילו עננים כאלה שגילם עד 10 מיליון שנים לא סביר שיהיו קיימים במרחק של עד כ-3260 שנות אור מהארץ", אומרת ד"ר סאן.
על המאמר חתומים כ-1,600 חוקרים.
עוד בנושא באתר הידען: