Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерьер склада, содержащий длинный синий цилиндр, окруженный лесами и водопроводом.
В РОЛЯХ. Магнит телескопа (синий) вращается с правой стороны, в то время как желтый портал слева от изображения катится по круговой дорожке в полу, поднимая и опуская левую сторону, чтобы отслеживать солнце.

CERN Axion Solar Telescope ( CAST ) эксперимент в физике астрочастиц искать Аксионы происходящий от Солнца . Эксперимент, проводившийся в ЦЕРНе в Швейцарии, был запущен в 2002 году, а первый запуск данных начался в мае 2003 года. Успешное обнаружение солнечных аксионов станет крупным открытием в физике элементарных частиц , а также откроет совершенно новое окно в астрофизика солнечного ядра.

Теория работы [ править ]

Если аксионы существуют, они могут образовываться в ядре Солнца, когда рентгеновские лучи рассеиваются электронами и протонами в присутствии сильных электрических полей . Экспериментальная установка построена вокруг выведенного из эксплуатации испытательного магнита длиной 9,26 м для LHC, способного создавать поле до9,5  т . Ожидается, что это сильное магнитное поле преобразует солнечные аксионы обратно в рентгеновские лучи для последующего обнаружения рентгеновскими детекторами. Телескоп ежедневно наблюдает за Солнцем около 1,5 часов на восходе и еще 1,5 часа на закате. Оставшийся 21 час, когда прибор направлен от Солнца, уходит на измерение фоновых уровней аксионов.

CAST начал работу в 2003 году в поисках аксионов до 0,02  эВ . В 2005 году в магнит был добавлен гелий-4, увеличивший чувствительность к массам до 0,39 эВ, затем в течение 2008–2011 гг. Использовался гелий-3 для масс до 1,15 эВ. Затем CAST снова запустили с вакуумом для поиска аксионов ниже 0,02 эВ.

По состоянию на 2014 год CAST не обнаружил окончательных доказательств существования солнечных аксионов. Это значительно сузило диапазон параметров, в которых могут существовать эти неуловимые частицы. CAST установил значительные ограничения на взаимодействие аксионов с электронами [1] и фотонами. [2]

В статье 2017 года с использованием данных за 2013–2015 гг. Сообщается о новом лучшем пределе для связи аксион-фотон, равном 0,66 × 10 -10  /  ГэВ. [3] [4]

На основе опыта CAST был предложен и в настоящее время готовится гораздо больший аксионный гелиоскоп нового поколения, Международная Аксионная обсерватория (IAXO). [5]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Barth, K .; и другие. (9 мая 2013 г.). «Ограничения CAST на аксион-электронное взаимодействие» . Журнал космологии и физики астрономических частиц . 2013 (5): 010. arXiv : 1302.6283 . Bibcode : 2013JCAP ... 05..010B . DOI : 10.1088 / 1475-7516 / 2013/05/010 .
  2. ^ Арик, М .; и другие. (Сотрудничество CAST) (2011). «Поиск солнечных аксионов массой менее эВ с помощью солнечного телескопа Axion в ЦЕРН с буферным газом 3 He» (PDF) . Письма с физическим обзором . 107 (26): 2613021–2613024. arXiv : 1106.3919 . Bibcode : 2011PhRvL.107z1302A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.107.261302 . PMID 22243149 .  
  3. ^ Анастассопулос, V .; и другие. (Сотрудничество CAST) (2017). «Новый предел CAST на аксион-фотонное взаимодействие» . Физика природы . 13 (6): 584–590. arXiv : 1705.02290 . Bibcode : 2017NatPh..13..584A . DOI : 10.1038 / nphys4109 .
  4. ^ "ЦЕРН направляет гигантский магнит на Солнце, чтобы искать частицы темной материи" . Ars Technica . Дата обращения 2 мая 2017 .
  5. ^ Armengaud, E .; и другие. (Сотрудничество IAXO) (2014). «Концептуальный дизайн Международной обсерватории Axion (IAXO)». JINST . 9 (5): T05002. arXiv : 1401,3233 . Bibcode : 2014JInst ... 9.5002A . DOI : 10.1088 / 1748-0221 / 9/05 / T05002 . S2CID 49209307 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • «Эксперимент Axion дебютирует» . Physicsworld.com . Физика в сети. 24 ноября 2004 г.
  • «Эксперимент CAST» . Швейцария: ЦЕРН .
  • «КАСТ» . Испания: UNIZAR.
  • «КАСТ» . Германия: TUD. Архивировано из оригинала 18 марта 2009 года.