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  据物理学家组织网6月18日报道,寻找新的粒子通常需要很高的能量,因此需要构建大型加速器等设备,其可将粒子加速至接近光速的速度,但也存在着其他创造性的粒子找寻方式:维也纳技术大学的科学家就提出了一种方法,能够证明假想的亚原子粒子——“轴子”的存在。这些轴子能够在黑洞周围积聚,并从中汲取能量。这一过程将放射重力波,并能被探测出来。相关研究报告发表在近期出版的《物理评论D》杂志上。

  维也纳技术大学理论物理系的丹尼尔格鲁米勒表示:“轴子的存在一直未被证明,但学界普遍认为它很可能存在。”轴子的质量极其微小,根据爱因斯坦的理论,质量与能量直接相关,因此生成轴子只需要极低的能量。

  在量子物理中,每个粒子都被描述为一种波。波长则与粒子的能量相关。较重的粒子波长较短,而低能量的轴子的波长可达数千米。格鲁米勒等人的计算结果显示,轴子能环绕在黑洞周围,就像电子能围绕原子核运动一样。而与连接电子和原子核的电磁力不同,万有引力才能将轴子和黑洞联系起来。

  此外,原子中的电子和环绕黑洞的轴子仍存在着巨大的不同:电子是费米子,这意味着两个电子永远不会处于同一个态;而轴子属于玻色子,这表示大多数轴子都能在同一时间占据相同的量子态。它们能在黑洞周围创造出“玻色子云”,这种云将连续不断地从黑洞中汲取能量,从而增加云中的轴子数量。

  格鲁米勒表示,这种云并不十分稳定,其也能够突然崩塌。而最令人兴奋的是,坍缩时很可能测量到“玻色—新星”(bose-nova)爆发,即由玻色—爱因斯坦凝聚态所诱发的、非常小的、超新星状的爆发。这一事件能够催生时空的振动,放射出重力波。科学家因此可借助相关探测器,对其进行捕获。新的计算结果也显示,这些重力波不仅能够为我们提供有关天文学的新见解,也有助于科研人员更好地了解新型粒子的特性。