Detektor gelombang gravitasi mungkin dapat mendeteksi lebih banyak daripada gelombang gravitasi. Menurut sebuah penelitian baru, mereka juga berpotensi mendeteksi materi gelap, jika materi gelap terdiri dari jenis partikel tertentu yang disebut “foton gelap.”
Di masa depan, para ilmuwan LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) berencana untuk mengimplementasikan pencarian foton gelap, yang akan mencakup daerah-daerah tertentu yang belum dieksplorasi sebelumnya dari ruang parameter foton gelap.
LIGO adalah observatorium gelombang gravitasi terbesar di dunia dan eksperimen fisika tercanggih. Terdiri dari dua interferometer laser yang terletak ribuan kilometer jauhnya, LIGO mengeksploitasi sifat fisik cahaya dan ruang itu sendiri untuk mendeteksi dan memahami asal-usul gelombang gravitasi.
Sebuah tim fisikawan, Aaron Pierce, Keith Riles, dan Yue Zhao dari University of Michigan, telah melaporkan proposal mereka untuk menggunakan detektor gelombang gravitasi untuk mencari materi gelap dalam makalah terbaru yang diterbitkan dalam Physical Review Letters .
“Proposal ini dengan baik menjembatani astronomi gelombang gravitasi yang baru lahir dengan astronomi partikel,” kata Zhao kepada Phys.org . “Tanpa modifikasi apapun, detektor gelombang gravitasi dapat digunakan sebagai detektor materi gelap langsung yang sangat sensitif, dengan potensi penemuan lima-sigma materi gelap.”
Seperti yang dijelaskan oleh fisikawan dalam makalah mereka, jika foton gelap memiliki massa yang sangat ringan, maka mereka dapat dianggap berperilaku seperti medan berosilasi yang berosilasi, dengan frekuensi osilasi yang ditentukan oleh massa mereka. Detektor gelombang gravitasi berpotensi mendeteksi osilasi ini karena osilasi dapat mempengaruhi benda uji yang ditempatkan dalam detektor gelombang gravitasi. Sebagai contoh, jika dua benda uji yang terletak pada posisi berbeda dalam detektor mengalami perpindahan yang berbeda, perbedaan ini mungkin disebabkan oleh fase relatif osilasi medan foton gelap di posisi yang bereda ini.
Para fisikawan berharap bahwa kedua detektor gelombang gravitasi berbasis Bumi ini seperti LIGO, serta detektor gelombang gravitasi berbasis ruang angkasa di masa depan seperti LISA (Laser Interferometer Space Antena), akan memiliki kemampuan untuk mencari dark photon dark matter. Menggunakan lebih dari satu detektor akan memungkinkan untuk memeriksa silang dan sensitivitas yang lebih baik.
Di masa depan, para ilmuwan berencana untuk bekerja pada pengembangan lebih lanjut metode pencarian materi gelap baru dan menentukan persis seperti apa sinyal yang akan diterima oleh detektor gelombang gravitasi jika foton gelap berada di dekatnya.
“Kami berencana untuk mendorong pekerjaan ini jauh melampaui proposal teoritis,” kata Zhao. “Pertama, kami berencana untuk melakukan analisis data menggunakan model sinyal yang disederhanakan dan algoritma pencarian langsung. Kemudian kami akan secara bertahap memperbaiki metode pencarian kami dan termasuk simulasi rinci dari respon sinyal dan detektor.”
Menurut materi gelap (dark matter) dan energi gelap (dark energy) itu misterius, zat tak dikenal yang diperkirakan bisa membentuk lebih dari 96% alam semesta. Walau kita tidak pernah melihatnya secara langsung, zat ini menjelaskan dengan sangat bagus bagaimana bintang-bintang dan galaksi bergerak dan bagaimana semesta mengembang. Namun, sebuah studi yang telah diterbitkan dalam The Astrophysical Journal, menunjukkan bahwa zat-zat itu mungkin tidak ada sama sekali.
