Gravitationsbølger, der kan svinge som neutrinoer

Bevæbnet med data om den første gravitationsbølger, der var sidste år, og den teoretiske analyse, fysik har vist, at tyngdekraften bølger kan svinge mellem to forskellige former for g - og f-typer af gravitationelle bølger. Fysikere er med til at forklare, at dette fænomen er magen til, hvordan neutrinoer svinger mellem tre forskellige smagsvarianter – electron, muon og Tau. Den oscillerende gravitationsbølger, der vises i en modificeret teori for tyngdekraften, der kaldes bioticheskie tyngdekraften, eller "bigravity", og fysik viser, at svingninger kan påvises i fremtidige eksperimenter.

Arbejde Kevin max, Moritz Pletcher og Jurij Smirnov blev offentliggjort i seneste udgave af Physical Review Letters.

Fysikere siger, at dette arbejde kunne hjælpe med at finde svaret på spørgsmålet, "hvad er 95%" af Universet. Det faktum, at svaret kan ligge i ændringer af tyngdekraften, og ingen nye partikler.

"Kun 5% af noget forholde sig til det faktum, at vi tror, vi forstår," sagde Smirnov på Phys.org. "Forsøger at besvare spørgsmålet, hvad der er i vores univers (mørk energi og mørkt stof), de fleste forfattere diskutere alternative modeller for partikel fysik, med nye partikler. Men eksperimenter som dem, der udføres ved Large hadron Collider, har endnu ikke fundet nogen eksotiske partikler. Spørgsmålet er: måske er du nødt til at genoverveje den gravitationelle side?".

"vi spekulerer på, hvad de signaler, vi kan forvente fra den ændrede tyngdekraft. Det viser sig, at bigravity har sådan et unikt signal, og derfor kan blive separeret fra baggrunden af andre teorier. Den nylige opdagelse af gravitationsbølger, der har åbnet sig for os et nyt vindue ind i den mørke sektorer af Universet. Uanset, om karakteren af den Generelle relativitetsteori, er bigravity eller nogen anden teori, er vi overladt til at studere den specifikke signaler."

To graviton i stedet for et

I øjeblikket, er den bedste teori for tyngdekraften er den Generelle relativitetsteori af Einstein, der bruger en enkelt variabel til at beskrive rum-tid. Som et resultat af tyngdekraften interaktion, medieret af en hypotetisk partikel – den graviton – der har ingen masse, og derfor bevæger sig med lysets hastighed.

Den Største forskel mellem den Generelle relativitetsteori og bigravity i det faktum, at bigravity bruger to målinger g og f. Mens du g — er den fysiske metrisk og i forbindelse med sagen, at f er en steril metriske og sagen er ikke bundet. I bigraphical tyngdekraften interaktion, medieret af de to gravitons, hvoraf den ene har masse, og andre ikke. Både graviton består af forskellige kombinationer (eller superpositions) af de målinger, g og f, og derfor kontakt med omkringliggende sagen på forskellige måder. Eksistensen af de to målinger (og to gravitons) inden for rammerne af bigraphical i sidste ende fører til fænomenet svingning.

Som forklaret af fysik, den idé, at der kan være en graviton, med masse, blev født næsten samtidig med den Generelle relativitetsteori.

"den Generelle relativitetsteori forudsiger en mediator af tyngdepåvirkninger (gravitonen) bevæger sig med lysets hastighed (som er tidskrift)," siger Max. "I 1930'erne, og folk forsøgte at finde en teori, i hvilken mægler vil have, og derfor bevæge sig med hastigheder mindre end lyset. Opgaven var yderst vanskeligt, og blev fuldført i 2010. Bigravity blev en variation af denne udvikling 2010, kun at have indeholdt ikke én, men to nye dynamiske målinger. En af dem er forbundet med sagen, og den anden ikke; deres lineær kombination bliver massiv (langsommere end lysets hastighed), og den anden tidskrift (på lysets hastighed).

Svingninger

Fysikere har vist, at inden for rammerne af bigraphical når gravitationsbølger, der er produceret og forplanter sig gennem rummet, de svinger mellem g - og f-former – selv om det kun er g-type kan spores. Selv om tidligere undersøgelser har vist, at sådanne svingninger kan findes, de har ført til, at langt fra fysikkens resultater, for eksempel, overtræder loven om bevarelse af energi. En ny undersøgelse har vist, at svingninger kan teoretisk set opstå i realistiske fysiske scenarier, der indebærer en massiv gravitonen, som er stort nok til at blive opdaget i løbet af forsøget.

Så vi kan forstå disse svingninger, forskere og sammenligne dem med de neutrino svingninger. Selv om neutrinoer kommer i tre varianter (electron, muon og Tau), den nukleare reaktioner er som regel født af elektron neutrinoer (eller elektron antineutrinos), fordi de andre er for tunge til at danne en stabil stof. Ligeledes, i bigravity kun én variabel, der er forbundet med stoffet, så gravitationsbølger er astrofysiske begivenheder, som de fusionerende af sorte huller, g-type f-type gravitationsbølger, der bare ikke er forbundet med stoffet.

"Nøglen til forståelse af fænomenet svingninger, at elektron-neutrinoer ikke har en bestemt masse: de repræsenterer en superposition af tre neutrino masse Stater," forklarer Pletser. "Bølge ligning, der beskriver deres bevægelse gennem rummet, zamechal dem, og vil føre til svingninger".

"Det samme er tilfældet for bigraphical: g er en blanding af massive og tidskrift gravitons og så, når en gravitationel bølge passerer gennem Universet, vil det svinge mellem g - og f-typer af gravitationelle bølger. Men vikan kun måles først ved hjælp af detektorer (sammensat af spørgsmål), og den anden til at gå ubemærket hen. Og at hvis bigravity er en gyldig beskrivelse af Naturen, vil efterlade et vigtigt spor på signal af gravitationelle bølger, som vi gjorde."

De Ligheder, der er mellem neutrinoer og gravitationsbølger er fastholdt, selv på trods af det faktum, at neutrino svingninger er et fænomen af kvantemekanikken, som er beskrevet af Schroedinger bølge ligning, og svingning af gravitationelle bølger – ikke en kvante-effekt, og er beskrevet af klassisk bølge ligning.

En af de specifikke effekter, der forudser, fysik, er, at svingninger af gravitationelle bølger føre til store modulationer end den Generelle relativitetsteori forudsiger. Disse resultater skitsere en vej for den eksperimentelle påvisning af svingninger af gravitationelle bølger, og søg støtte til bigraphical.

"bigravity Som en meget ung teori, der stadig er meget at gøre og udforske. I denne retning har været gjort en del arbejde, men vi håber at kunne bidrage i fremtiden," siger forskerne.