Dissertação
{pt_PT=Analogue Binaries and Superradiance} {} EVALUATED
{pt=A natureza difusa de matéria bosonica ultraleve e o seu fraco acoplamento ao modelo standard torna o seu estudo possível quase exclusivamente através dos seus efeitos gravitacionais. A descoberta do fenómeno da Superradiância em torno de buracos negros faz deles os laboratórios ideais para estudar as propriedades destes possíveis constituintes da Matéria negra. O fenómeno da superradiância, análogo ao famoso processo de Penrose para ondas, permite que campos escalares extraiam energia rotacional de buracos negros, abrandando a sua rotação, e assim deixando marcas observacionais claras que permitem colocar limites na massa de tais campos. A superradiância em torno buracos negros tem vindo a ser alvo de extensos estudos na última década. Contrasta esse com o estudo de campos escalares em sistemas binários de buracos negros, onde o nosso conhecimento fica ainda a desejar. O crescente número de detecções de ondas gravitacionais provenientes de sistemas binários de objectos compactos e o desenvolvimento da nova geração de detectores torna imprescindível perceber como podem estes campos escalares moldar evolução e dinâmica de tais sistemas. Ao preservar as principais características de tais sistemas astrofísicos, o estudo de modelos-análogos oferece-nos uma via para melhor entender a sua dinâmica. Através de resultados quantitativos e qualitativos o estudo de tais modelos permite também perceber como novos dados experimentais podem ser utilizados para entender a natureza e desvendar as propriedades destes campos., en=The fuzzy nature of ultralight bosonic fields and their weak coupling to the Standard Model makes it extremely hard to probe their properties if not through gravity. The discovery of Superradiance around black holes makes them, with their extreme gravitational fields, the perfect lab to probe the nature of such Dark Matter candidates. Superradiance, the wave-like analogue of the famous Penrose process, allows a scalar wave (e.g. a bosonic field) to extract rotational energy from a black hole, leaving clear observational signatures that allow the placement of constrains on the mass of such ultralight fields. Superradiance in black hole spacetimes has been extensively studied over the last decade. By contrast, the dynamics of scalar fields in black holes binary systems has yet a long way to be fully understood. The increasing number of detected gravitational waves from compact object mergers and the development of next generation detectors makes it important to understand how exactly such ultralight fields can shape the dynamics of these binaries. By retaining the most fundamental aspects behind such astrophysical systems, the study of toy models can give us both qualitative and quantitative results towards a complete understanding of these dynamics and how upcoming data can be better used to probe its fundamental nature and properties. }
maio 12, 2022, 11:0
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