Komponenty detektoru BAW. Kredit: ARC Center of Excellence for Dark Matter Particle Physics.

Od roku 2015 s jistotou víme, že gravitační vlny existují. Objevili se gravitační astronomové, kteří zkoumají vesmír úplně novým způsobem, v oblasti gravitačních vln. Doposud lovili na observatoři LIGO, která může detekovat gravitační vlny o frekvencích mezi 7 kHz a 30 Hz. To odpovídá gravitačním vlnám z ohromujících vesmírných katastrof, jako jsou srážky černých děr nebo neutronových hvězd.

Není to špatné. Ale zároveň určitě existují i gravitační vlny mimo uvedené rozmezí. Po nich jdou nové gravitační experimenty, jako je například gravitační detektor Bulk Acoustic Wave resonator, čili BAW. Nedávno z něj tým ARC Center of Excellence for Dark Matter Particle Physics (CDM) a University of Western Australia získal první várku dat, která obsahuje dvě události, co mohou být neznámým typem gravitačních vln.

Logo. Kredit: ARC Center of Excellence for Dark Matter Particle Physics.

Experiment BAW používá disk z krystalu křemene, kterým procházejí akustické vlny, díky čemuž vibruje na vysokých frekvencích. Tím vzniká elektrický proud, který mohou zachytit dvě vodivé destičky, co tlačí na disk z obou stran. Vytvořený signál prochází do zařízení SQUID (Superconducting quantum interference device), které ho zesiluje tak, aby ho zachytil vlastní detektor.

Gravitační observatoř LIGO. Kredit: Cfoellmi / Wikimedia Commons.

Celý tento systém je uzavřen v několika protiradiačních štítech, které chrání BAW před okolním elektromagnetickým zářením. Také je zmražen téměř na absolutní nulu, kvůli omezení okolního šumu. Díky své konstrukci experiment BAW zvládne detekovat gravitační vlny o frekvencích v pásmu MHz.

Experiment BAW pracoval celkem 153 dní roku 2019. Během této doby detekoval dvě výjimečné a doposud neviděné události, 12. května a 27. listopadu. Obě dvě tyto události mohly být gravitačními vlnami na frekvencích kolem 5 MHz.

Zatím není jasné, co jsou tyhle signály zač. Ve hře jsou ale fascinující záležitosti. Jednou z možností jsou primordiální černé díry, které podle některých hypotéz mohly vzniknout během prvních okamžiků vesmíru po Velkém třesku. Jejich existence je stále ve hvězdách. Další, snad ještě luxusnější možností je, že zmíněné signály pocházejí od oblaků částic temné hmoty, které prošly detektorem BAW.

Jak autoři studie přiznávají, detekované signály mohou mít mnohem prozaičtější vysvětlení. Mohla by to být interference elektricky nabitých částic, důsledek mechanické zátěže nebo třeba náhodný jev na úrovni atomů. Dalším úkolem gravitačních astronomů bude zjistit, o co vlastně šlo. Ať to dopadne jakkoliv, s gravitační astronomií se očividně nebudeme nudit.

Literatura

New Atlas 24. 8. 2021.

Physical Review Letters 127: 071102.