Les détecteurs d'ondes gravitationnelles pourraient être capables de détecter beaucoup plus que les ondes gravitationnelles. Selon une nouvelle étude, ils pourraient aussi potentiellement détecter la matière noire, si la matière noire est composée d'un type particulier de particule appelée "photon noir". À l'avenir, Les scientifiques du LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) prévoient de mettre en œuvre une recherche de photons sombres, qui inclura certaines régions auparavant inexplorées de l'espace des paramètres des photons sombres.

Une équipe de physiciens, Aaron Pierce, Keith Riles, et Yue Zhao de l'Université du Michigan, ont rapporté leur proposition d'utiliser des détecteurs d'ondes gravitationnelles pour rechercher la matière noire dans un article récent publié dans Lettres d'examen physique .

"Cette proposition établit un pont entre le nouveau domaine de l'astronomie des ondes gravitationnelles et celui de la physique des particules, " Zhao a dit Phys.org . "Sans aucune modification, un détecteur d'ondes gravitationnelles peut être utilisé comme détecteur direct de matière noire très sensible, avec le potentiel d'une découverte cinq sigma de la matière noire."

Comme l'expliquent les physiciens dans leur article, si les photons sombres ont une masse très légère, alors ils peuvent être considérés comme se comportant comme un champ de fond oscillant, avec la fréquence d'oscillation déterminée par leur masse. Les détecteurs d'ondes gravitationnelles pourraient potentiellement détecter ces oscillations car les oscillations peuvent affecter les objets de test placés dans les détecteurs d'ondes gravitationnelles. Par exemple, si deux objets d'essai situés à des positions différentes dans le détecteur subissent des déplacements différents, cette différence peut être due à la phase relative des oscillations du champ de photons noirs à ces différentes positions.

Les physiciens s'attendent à ce que les deux présentent des détecteurs d'ondes gravitationnelles terrestres tels que LIGO, ainsi que les futurs détecteurs d'ondes gravitationnelles spatiaux tels que LISA (Laser Interferometer Space Antenna), aura la capacité de rechercher la matière noire des photons noirs. L'utilisation de plusieurs détecteurs permettrait un recoupement et une meilleure sensibilité.

À l'avenir, les scientifiques prévoient de continuer à développer la nouvelle méthode de recherche de matière noire et à déterminer exactement quel type de signal un détecteur d'ondes gravitationnelles recevrait si un photon noir était à proximité.

« Nous prévoyons de pousser ce travail bien au-delà d'une proposition théorique, " dit Zhao. " D'abord, nous prévoyons d'effectuer l'analyse des données à l'aide d'un modèle de signal simplifié et d'un algorithme de recherche simple. Ensuite, nous affinerons progressivement notre méthode de recherche et inclurons une simulation détaillée du signal et de la réponse du détecteur."

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