m um artigo Physics Review Letters publicado em 15 de dezembro, uma equipe de pesquisa internacional, liderada por Yifu Cai, professor da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, e seus colaboradores descobriram a possibilidade hipotética de gerar ressonantemente ondas gravitacionais primordiais dentro da física de alta energia quando o universo estava na infância.
E Os sinais de ondas gravitacionais originalmente invisíveis podem ser amplificados por ressonância paramétrica em 4 a 6 ordens de magnitude ou até maiores por meio desse fenômeno e, em seguida, tornam-se susceptíveis de serem sondados por detectores de ondas gravitacionais primordiais, validando alguns modelos teóricos do universo muito inicial que são “inacessíveis” nas janelas de observação tradicionais.
No universo infantil, todas as matérias já existiram como partículas elementares extremamente pequenas. A temperatura do universo bebê estava muito além da temperatura mais alta (escala de energia) que o ser humano pode atingir em qualquer experimento de alta energia. Portanto, a nova física desse período é chamada de zona desértica da física de alta energia.
Atualmente, o principal método para explorar a origem do universo é a busca por ondas gravitatiaonais primordiais, cuja magnitude é determinada diretamente pela escala de energia do universo bebê. Portanto, capturar ondas gravitacionais primordiais se tornou quase a única chance para os humanos alcançarem uma nova física em escalas de alta energia além do modelo padrão da física de partículas. No entanto, se a inflação ocorreu na zona desértica da física de alta energia, a amplitude das ondas gravitacionais primordiais será muito pequena para ser detectada. Assim, a perspectiva acadêmica tradicional considera quase como uma “missão impossível” buscar as ondas gravitacionais primordiais e a nova física relacionada nesta escala de energia.
Neste trabalho, a equipe de pesquisa liderada por Cai Yifu e Misao Sasaki da Universidade de Tóquio, introduziu um campo pesado com um comportamento de ressonância paramétrica para acoplar de forma não linear com ondas gravitacionais primordiais, fornecendo assim uma fonte de energia adequada para a amplificação ressonante da gravitação primordial ondas. Além disso, as propriedades dinâmicas especiais da evolução de fundo da inflação podem garantir que o campo pesado recém-introduzido dificilmente possa interferir com as perturbações de densidade primordial observadas e, portanto, a nova teoria pode se ajustar perfeitamente às observações cosmológicas atuais.
Para ser mais específico, ao construir um exemplo concreto do modelo de fundo, os pesquisadores demonstraram com precisão que, mesmo que a inflação ocorresse na zona desértica de escala de alta energia que exceda o modelo padrão da física de partículas, as ondas gravitacionais primordiais podem ser geradas de forma ressonante com uma magnitude suficientemente grande que seja de interesse observável. Do ponto de vista teórico, este resultado mostrou explicitamente que, mesmo na duna da física de alta energia existe algum oásis sustentando a vida da nova física.
Esta pesquisa fornece um objetivo científico importante para os experimentos de ondas gravitacionais primordiais atuais e futuros em todo o mundo, e também abre uma nova janela para a busca de novas físicas de alta energia além do modelo padrão da física de partículas.
Publicado em 04/01/2022 14h16
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