LIGO 探寻暗物质，成功可能性激增

在过去的九十年中，我们对于空间和宇宙实体的理解取得了显著进步。

然而，有一件事始终未变：暗物质那时是个谜，如今依旧如此。

该研究的作者提出，激光干涉引力波天文台（LIGO）有探测到标量场暗物质的可能，这是一种由超轻标量玻色子粒子构成的暗物质形式。

这个巨大的工具于 2015 年首次证实引力波存在时登上了头条。

理论上，构成标量场暗物质的超轻玻色子粒子被认为会与物质和光相互作用。

尽管这种相互作用十分微弱，但可能致使暗物质呈现出波状的特性。

研究人员称，LIGO 能够借助粒子的波状模式来探测标量场的暗物质。

“一些理论表明，暗物质的表现更趋近于波，而非粒子，”首席研究作者、卡迪夫大学的研究助理亚历山大·塞巴斯蒂安·戈特尔博士说道。

“这些波会在正常物质中引发微小的振荡，这能够通过引力波探测器（比如 LIGO）检测出来，”戈特尔补充说。他和他的团队还使用理论模型对这一理论进行了测试。

该模型借助模拟软件对标量场暗物质波与 LIGO 之间可能存在的相互作用进行了研究，预测了标量场暗物质可能如何影响LIGO 的输出。

通过此次分析，他们确定了应当在 LIGO 的数据中寻找的信号。接下来，他们使用一种称为对数谱分析的技术研究了 LIGO 的数据，以在信号中找到可能表明存在标量场暗物质的模式。

尽管研究人员没有找到暗物质的有力证据，但他们得以确定耦合强度的新上限，也就是暗物质与LIGO 组件相互作用的强度。

与早期研究提出的值相比，新的限值意味着耦合强度值提升了 1 万倍。

“我们给标量场暗物质的耦合常数设定了新的上限，这是其质量的函数。在 10 至 180 赫兹的频段内，这比之前直接搜索的界限提高了多达四个数量级，”研究作者指出。

这些发现表明，LIGO 探测暗物质的几率比其他各种方法都要大。

再者，随着比 LIGO 更为先进的探测器被开发出来，科学家们将能够在不应用任何间接搜索方法的情况下测试各种标量暗物质理论。

该研究 发表在《物理评论快报》杂志上。