暗物质可能隐藏在引力波数据中

该团队对暗物质如何与LIGO探测器相互作用增加了新的限制，增加了未来运行的希望。

一组研究人员提出了一种寻找暗物质的新方法：在时空本身的扰动中。研究小组仔细研究了激光干涉仪引力天文台（简称LIGO）第三次观测的数据，并在本月早些时候的《物理评论快报》上发表了他们的发现。

暗物质是一种物质的总称，它的存在是通过与普通物质的引力相互作用推断出来的，但在其他方面是看不见的。暗物质约占宇宙质量能量含量的27%，虽然它占所有物质的很大一部分，但它已被证明很难直接观察到。也就是说，科学家还没有这样做。相反，他们一直在观察它对其他物体的引力作用。

“一些理论表明，暗物质的行为更像波而不是粒子，”该研究的主要作者卡迪夫大学的物理学家亚历山大·戈特尔表示。“这些波会在正常物质中引起微小的振荡，这可以通过引力波探测器检测到。”

像LIGO这样的引力波探测器使用干涉测量法，来感知由黑洞和中子星等大质量物体的运动和相互作用引起的时空涟漪。LIGO本质上是测量地下激光传播的距离；当引力波收缩或拉伸时空时，科学家们可以从数据中看到，激光传播的距离比以前稍长或稍短，这表明引力波通过了。

最近的研究小组研究了超轻玻色子，这是暗物质的一种假设形式（其他形式包括轴子和暗光子）。该团队正在研究的暗物质的一个独特特征是它与物质和光的弱相互作用，类似于弱相互作用大质量粒子（WIMP），并且可以形成云状结构，这使得它有可能出现在引力波探测器的数据中。

“在原子水平上，你可以想象暗物质场随着电磁场波动，”戈特尔说。“暗物质场振荡有效地改变了基本常数，即控制电磁相互作用的精细结构常数和电子质量。”

虽然该团队还没有直接探测到暗物质，但他们对暗物质与LIGO组件相互作用的强度设定了新的限制。该团队的新测量方法在他们测试的特定频率范围内将先前的工作改进了10000倍。

科学家们可能还需要很长时间才能第一次直接探测到暗物质，所以他们在尽可能多的地方寻找是件好事。

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