Tidal deformability of gravitational atoms

Resumo:

Na última década, a deteção de ondas gravitacionais (OG) provou ser uma ferramenta útil para estudar objetos astrofísicos, nomeadamente sistemas com um campo gravítico forte como os buracos negros (BNs). Espera-se que esta revele utilidade experimental para os modelos de extensão do Modelo Padrão como a natureza de partículas ultraleves e Matéria Escura.

Se existirem campos bosonicos ultraleves em torno de BNs, o processo de superradiância, que é um mecanismo de amplificação de ondas, pode levar a uma instabilidade que causa o seu crescimento exponencial em amplitude e extrai massa e momento angular do BN até que se forme um condensado (ou nuvem) que roda com o BN. Esta nuvem depois emite sinais de OGs que podem ser analisados e transmitir conhecimento em relação a nova física.

Nesta tese focamo-nos na deformabilidade de maré destes BNs "vestidos" com um campo escalar através do cálculo de alguns dos seus números de Love de maré (NLM). Estes coeficientes quantificam a resposta induzida na estrutura multipolar de um objeto devido à sua interação gravítica com outro corpo maciço. Fazemos isto nas aproximações de limite Newtoniano, onde se assume que o campo gravítico é fraco e os objetos têm velocidades baixas, e de pequeno-acoplamento (entre o campo escalar e o BN). Visto que foi provado que os BNs têm NLM nulos, qualquer deteção de OGs cuja assinatura implique NLM não-nulos pode indicar a existência de partículas ultraleves.