Ảnh: LIGO
Các nhà khoa học tại Đại học Cardiff đã đề xuất sử dụng máy dò sóng hấp dẫn để tìm kiếm trường vô hướng của vật chất tối. Kết quả của nghiên cứu là đã xuất bản trong tạp chí Physical Review Letters.
Bản chất của vật chất tối, chiếm tới 30 phần trăm vật chất-năng lượng quan sát được trong vũ trụ, vẫn là một trong những bí ẩn khó nắm bắt nhất của khoa học hiện đại. Một nghiên cứu mới xem xét khả năng của một trường vật chất tối vô hướng được tạo thành từ các hạt siêu nhẹ có thể biểu hiện các cấu trúc giống như sóng và hình thành các cấu trúc ổn định như các đám mây vật chất tối.
Nghiên cứu sử dụng dữ liệu thu thập được từ các máy dò sóng hấp dẫn LIGO. Các thiết bị có độ nhạy cao này phát hiện sóng hấp dẫn thông qua những thay đổi trong mô hình giao thoa của các chùm tia laser.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một mô hình lý thuyết mô tả sự tương tác của trường vô hướng vật chất tối với các thành phần LIGO, bao gồm bộ chia chùm tia và gương. Các nhà khoa học đã sử dụng một phương pháp gọi là phân tích phổ logarit để tìm kiếm các tín hiệu có thể chỉ ra sự hiện diện của vật chất tối. Kết quả là, họ có thể thiết lập các giới hạn trên mới về cường độ tương tác giữa vật chất tối và các thành phần máy dò.
Mặc dù thiếu bằng chứng trực tiếp về sự tồn tại của trường vật chất tối vô hướng, các nhà khoa học đã cải thiện đáng kể ngưỡng độ nhạy của các thiết bị. Cường độ liên kết giữa vật chất tối và máy dò là ngưỡng mà trên đó có thể phát hiện ra sự hiện diện của vật chất tối vô hướng. Giá trị của cường độ liên kết này đã được cải thiện gấp 10.000 lần so với công trình trước đây trong dải tần số cụ thể này.
Các nhà nghiên cứu kết luận rằng những phát triển trong tương lai của các máy dò sóng hấp dẫn có thể cải thiện đáng kể độ chính xác của các cuộc tìm kiếm vật chất tối và loại bỏ toàn bộ các phạm trù lý thuyết liên quan đến dạng vô hướng của nó.
