A Colaboração LIGO / Virgo / KAGRA, um grande grupo de pesquisadores em diferentes institutos em todo o mundo, recentemente definiu as restrições mais fortes em cordas ca³smicas atéo momento, usando o conjunto de dados completo O3 avana§ado LIGO / Virgo. Este conjunto de dados contanãm os dados de ondas gravitacionais mais recentes detectados por uma rede de três interfera´metros localizados nos Estados Unidos e na Ita¡lia.

"Quera­amos usar os dados mais atuais da terceira execução de observação (conjunto de dados O3) para colocar restrições em cordas ca³smicas ", disse ao Phys.org o Prof. Mairi Sakellariadou, do King's College London, que faz parte da Colaboração LIGO-Virgo .

As teorias de campo prevaªem que, a  medida que o Universo se expande e sua temperatura cai , ele passa por uma sanãrie de transições de fase seguidas por simetrias espontaneamente quebradas, que podem deixar para trás defeitos topola³gicos, rela­quias da fase anterior mais simanãtrica do Universo.

"Sa³ para dar um exemplo, se vocêpegar a águaem sua forma la­quida e diminuir a temperatura abaixo de zero grau Celsius, ela se solidificara¡", disse Sakellariadou. "Dentro de um cubo de gelo , vocêpode ver os filamentos onde a águaestãona forma la­quida . Esse fena´meno pode acontecer também no Universo." Defeitos topola³gicos unidimensionais são chamados de cordas ca³smicas. Embora os modelos de física departículas prevejam a existaªncia de cordas ca³smicas, atualmente não háconfirmação observacional de sua existaªncia.

"Quanto mais pesadas forem as cordas ca³smicas, mais fortes sera£o seus efeitos gravitacionais", disse Sakellariadou. Ao analisar os dados observacionais , podemos colocar restrições no para¢metro que nos diz o quanto pesados ​​esses objetos são, em outras palavras, a anãpoca da formação das cordas ca³smicas . "

Definir restrições em cordas ca³smicas também permite aos pesquisadores restringir modelos de física departículas e cenários cosmola³gicos. Usando dados de ondas gravitacionais, os pesquisadores são capazes de testar modelos fa­sicos departículas em escalas de energia que não podem ser alcana§adas por aceleradores como o Large Hadron Collider do CERN.

"As restrições também dependem de qual modelo de cordas ca³smicas estamos usando para a distribuição do loop das cordas, que éditada por simulações numanãricas envolvidas", disse Sakellariadou.

Atéagora, os pesquisadores desenvolveram duas simulações numanãricas possa­veis. O primeiro foi apresentado hávários anos por Bouchet, Lorenz, Ringeval e Sakellariadou, enquanto o segundo foi desenvolvido por Blanco-Pillado, Olum e Shlaer.

Recentemente, Auclair, Ringeval, Sakellariadou e Steer desenvolveram um novo modelo anala­tico de loop de cordas que interpola entre os dois desenvolvidos no passado com simulações numanãricas. Este novo modelo foi usado pela primeira vez para colocar restrições em cordas ca³smicas usando dados de ondas gravitacionais da última execução de observação da colaboração LIGO / Virgo / KAGRA.

Notavelmente, as restrições recentes definidas pela colaboração LIGO / Virgo / KAGRA são mais fortes do que as colocadas pela nucleossa­ntese do Big Bang, matriz de tempo de pulsar ou dados ca³smicos de fundo de microondas. Eles também melhoraram as restrições anteriores definidas por LIGO / Virgo em 1 a 2 ordens de magnitude.

"Amedida que mais dados se tornam dispona­veis, seremos capazes de colocar restrições ainda mais fortes. Do ponto de vista tea³rico, no entanto, também éimportante construir e investigar novos modelos de cordas ca³smicas e examinar as implicações de nosso trabalho para a física departículas além o Modelo Padra£o e os cenários cosmola³gicos ", disse Sakellariadou.

A pesquisa foi publicada na Physical Review Letters .