科學家稱可利用黑洞搜尋未被發現粒子

軸粒子能夠在黑洞周圍積聚並放射出引力波軸粒子崩潰時，時空中將出現能夠在地球上探測到的波動。

維也納技術大學的科學家表示，他們找到了一種搜尋此前未被發現的粒子的新方式??

利用黑洞。他們搜尋的粒子是假設中存在的軸粒子。這種粒子質量很小，在黑洞周圍積聚並從黑洞吸取能量。這一過程會放射出可以進行測量的引力波。

搜尋新粒子通常需要耗費大量能量，這也就是為什麼要製造大型加速器。加速器能夠讓粒子的速度接近光速。然而，研製加速器的成本卻令人望而卻步。以大型強子對撞機為例，研製這台加速器共歷時30年，耗資大約37億英鎊(約合58億美元)。

維也納技術大學的科學家提出了一種富有創造性的方式，利用黑洞搜尋新粒子。他們表示這種方式可以證明假設中存在的軸粒子是否真實存在。這種粒子質量很小，在黑洞周圍積聚並從黑洞吸取能量。這一過程會放射出可以進行測量的引力波。

維也納技術大學的丹尼爾-格魯米勒和加布里拉-莫卡努針對如何搜尋這種粒子進行了研究。

格魯米勒是一位理論物理學家。他說：「雖然還沒有證明軸粒子的存在，但存在的可能性極高。」格魯米勒和莫卡努認為軸粒子能夠環繞黑洞運行，方式與電子環繞原子核類似。不過，將黑洞和軸粒子「捆綁」在一起的並不是電磁力，而是引力。

在量子物理學領域，所有粒子都被描述為一種波，波長與粒子的能量有關。重粒子的波長較短，低能軸粒子的波長可達到數公里。根據格魯米勒和莫卡努的研究，軸粒子能夠環繞黑洞運行，方式與電子環繞原子核類似。

不過，原子內的電子與黑洞周圍的軸粒子之間存在巨大差異。電子是費密子，也就是說，並不存在擁有相同狀態的兩個電子。軸粒子是玻色子，很多軸粒子能夠同時擁有同樣的量子態，在黑洞周圍形成一個「玻色子云」。這個雲不斷從黑洞吸取能量，雲內的軸粒子數量不斷增多。不過，玻色子云並不一定處於穩定狀態。

格魯米勒表示：「這些玻色子就像是一堆鬆散的沙子，只要被一粒額外的沙子觸動，便會突然滑動。」令人興奮的是，玻色子的這種崩潰能夠進行測量。在此過程中，它們會造成時空振動，釋放出引力波。用於探測引力波的探測器已經問世。

2016年，探測器的精確度能夠達到確定引力波類型的程度。格魯米勒和莫卡努進行的計算顯示，引力波不僅能夠加深我們對天文學的了解，同時也能幫助我們進一步了解新粒子。

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