STØBT med en kasse af Axion rengøringsmiddel (Billede: CERN)
FERNEY-VOLTAIRE, FRANKRIG— Nogle partikelfysik eksperimenter er lettere at køre end andre. Den gigantiske detektorer, at tage billeder af partikel-kollisioner på km-runde ringe, ikke rigtig har noget sted at sidde, og den intense bureaukrati ville formentlig kræve et tungt mængde papirarbejde for at blive ryttere. De ting, der stoppede mig fra at riding the whale-størrelse CAST eksperiment, men var ikke frygt for at forstyrre dets søge efter mørkt stof-partikler. Det var som stedfortrædende talsmand Giovanni Cantatore malplaceret selen.
CERN-Axion Solar Telescope helt sikkert mangler den beklumrede stemning stereotype af andre partikelfysik eksperimenter—men det giver mening. Det er på udkig efter axions, hypotetiske partikler af mørkt stof, der bogstaveligt talt er opkaldt efter et vaskemiddel. Eksperimentet er halvfjerds, eller så flittige forskere har tilsyneladende slået sammen en mørk stof-detektoren ved hjælp af en genbrugt magnet, og de tester deres sun-watching rør ved hjælp af et par iPhone høretelefoner. Men det er en alvorlig sag, og forskere har netop offentliggjort en række alvorlige resultater, der vil give nogle vigtige retning i jagten på de flygtige axions.
“Dette er nok det vigtigste resultat fra forsøget så langt,” University of Zaragoza forsker Igor Garcia Irastorza fortalte Gizmodo, der taler på vegne af eksperimentet ‘ s resultater, der rapporteres i tidsskriftet Nature Physics i dag.
Axions er teoretiseret, lav-masse partikler, og det mørke stof kandidater. Forskernes observationer af universet viser, at den sag, vi foranstaltning, der traditionelt kun ser ud til at tegne sig for en sjette-eller så for alvor til stede—mørkt stof kunne tegner sig for resten. Det er derfor, de er på jagt efter en partikel, der kan være kilden til alle, at tyngdekraften.
Teorien siger, at hvis axions interagere med lys partikler kaldet fotoner, så Solen skal producere nogle af dem. Og så, til at jage for axions, forskere punkt KASTET i Solen i tre timer, en dag, i håb om, at nogle af disse mørkt stof-partikler, der kan udvikle sig til påviselige x-stråler inde i sin genbrugte magneten. Hvis x-stråler svarende til en bestemt energi niveau, der blev observeret ved en højere sats end forventet, det ville signalere, at forskere, der axions var kilden.
Forskerne har ikke fundet axions i deres seneste papiret, men i partikel fysik, ikke at finde ting kan til tider være lige så spændende. CAST har været på udkig efter axion partikler siden 2003. Selv før, at fysikere var på jagt efter axions med dette eksperiment oprindeligt kaldet SATAN, eller Sol-Axion Teleskop-Antenner, “men når feltet fik alvorlige nogle mennesker sagde, at hvis du ønsker at få penge tilbage for dette eksperiment, kan du ønsker at ændre navnet,” sagde Irastorza.
Indtil nu, STEMMER ikke havde været på jagt efter axions på masserne og x-ray produktion forudsagt af astrofysik. Men en opgradering til eksperimentet ‘ s x-ray telescope og detektorer, der endelig gør det muligt at jage for axions i mere fysisk-realistiske intervaller. Tidligere axion-jagt forsøg var lidt ligesom, når du taber noget og så gå på udkig efter det, genopleve alle dine trin, der fører op til det sidste sted, du ved, du havde det—just in case. CAST ‘ s forskere har egentlig bare ind i baren, hvor de tror, de forlod deres tegnebog efter at have gennemsøgt hele gå over, og dette papir er som at kigge under den første barstol.
“De mennesker, der har skrevet dette papir ikke føler nødlidende om ikke at finde axions,” Dr. Chanda Prescod-Weinstein, University of Washington axion wrangler, fortalte Gizmodo. “Mens null resultater ikke er den mest sjov, vi nogensinde har, de er en vigtig del af fast hver dag videnskab. At udelukke visse dele af parameter space hjælper os til at forbedre vores teorier såvel som fremtidige eksperimenter.”
“Mens null resultater ikke er den mest sjov, vi nogensinde har, de er en vigtig del af fast hver dag videnskab.”
Prescod-Weinstein gjorde påpege, at CAST ‘ s seneste søgning er ikke fokuseret på axions trænger gennem rummet—det er primært følsom over for dem, der kommer fra Solen. Der kunne være andre måder at axions er produceret dette CAST ikke kan se, og er der andre forsøg der er på udkig for dem, skriver Barry University assisterende professor i fysik Maurizio Giannotti i en kommentar offentliggøres i dag i Naturen. De andre forsøg omfatter University of Washington ‘ s ADMX, og ALPER i Tyskland.
Eller vil de søge efter sol axions specifikt stop på CAST—eksperimentet ‘ s efterfølger, den foreslåede Internationale Axion Observatorium eller IAXO, ville være størrelsesordener følsomme, sagde Irastorza.
CAST ‘s forskere har udvidet deres detektorer’ søg mere end blot sol axions, også selv på jagt efter den hypotese, mørk energi “kamæleon” partikel, der kunne være årsag til vores universets udvidelse til at accelerere. For nu, fysikere vil fortsætte med at gøre videnskab i, hvad der kunne være den mest DIY-måde muligt for en fysik-eksperiment.
“Vi lytter passivt til lyde med denne mikrofon. Dette er vores akustisk detektor,” sagde Cantatore, der peger på mikrofonen på et par øretelefoner, tapede over den del af detektoren beregnet til at finde ud af kamæleoner. “Den anden ting, vi gør, er at bruge et lydmodul, også kendt som en iPhone, til at generere bemærker, at se, hvordan enheden skal reagere, bare for at overvåge støj og baggrund.” Han sang en dyb vibrato tone på bagsiden af forsøget, og set sin bølgeform dukke op på et oscilloskop ved siden af STEMMER.
“Vi har en masse sjov med denne.”
[Nature Physics]