GEGOTEN met een doos van Axion wasmiddel (Foto: CERN)
FERNEY-VOLTAIRE, FRANKRIJK— Aantal deeltjes fysica experimenten zijn makkelijker te rijden dan anderen. De gigantische detectoren die foto ‘ s van botsingen deeltje op km-ronde ringen niet echt overal te zitten, en de intense bureaucratie zou waarschijnlijk vraag een lompe hoeveelheid papierwerk voor ruiters. Het ding dat hield mij van het rijden van de walvis-formaat GEGOTEN experiment, echter, was niet de angst voor het verstoren van de zoektocht naar donkere materie deeltjes. Het was dat de adjunct-woordvoerder Giovanni Cantatore misplaatst het harnas.
De CERN Axion Solar Telescope zeker mist de bedompte sfeer stereotype van andere deeltjes fysica experimenten—maar dat is logisch. Het is op zoek naar axions, hypothetische donkere materie deeltjes die letterlijk zijn naam na een wasmiddel. Het experiment is zeventig of zo ijverig onderzoekers hebben schijnbaar geslagen samen een donkere materie detector met behulp van een gerecycled magneet, en ze testen hun zon-kijken buis met behulp van een paar van de iPhone koptelefoon. Maar het is een serieuze zaak, en de wetenschappers hebben zojuist een set van ernstige resultaten geven een aantal belangrijke richting in de jacht naar die ongrijpbare axions.
“Dit is waarschijnlijk de meest belangrijke resultaat van het experiment,’ de Universiteit van Zaragoza onderzoeker Igor Garcia Irastorza vertelde Gizmodo, sprekende namens het experiment de resultaten gerapporteerd in het tijdschrift Nature Physics vandaag.
Axions zijn theorie lage-massa deeltjes, en donkere materie kandidaten. Wetenschappers van de vaststellingen van het universum tonen dat de zaak meten we conventioneel lijkt alleen goed voor een zesde van de zwaartekracht aanwezig—de donkere materie zou kunnen zijn voor de rest. Dat is de reden waarom ze de jacht voor een deeltje dat kan de bron van al dat zwaartekracht.
De theorie zegt dat als axions interactie met lichte deeltjes genaamd fotonen, dan is de Zon moet produceren een aantal van hen. En dus, om te jagen voor axions, wetenschappers punt GEGOTEN in de Zon voor drie uur per dag, in de hoop dat een aantal van die donkere materie deeltjes kan aantoonbaar x-stralen in haar gerecycled magneet. Als de x-stralen die overeenkomt met een bepaalde energie niveau waren waargenomen tegen een hoger tarief dan verwacht, zou het signaal van de onderzoekers dat axions waren de bron.
De onderzoekers nog niet gevonden axions in hun laatste paper, maar in de deeltjesfysica, niet het vinden van spullen kan soms even spannend. CAST is op zoek naar axion deeltjes sinds 2003. Zelfs voordat het zover is, fysici op zoek waren naar axions met dit experiment was oorspronkelijk de naam SATAN, of de Zonne-Axion Telescopische Antenne, “maar wanneer het veld kreeg ernstige sommige mensen zeggen dat als je wilt om de financiering weer dit experiment zou u de naam wilt wijzigen,” zei Irastorza.
Tot nu toe, de CAST was niet op jacht naar axions massa ‘ s en x-ray productie voorspeld door astrofysica. Maar een upgrade is van het experiment van de x-ray telescope en de detectors eindelijk inschakelen om te jagen voor axions in meer fysiek-realistische bereiken. Vorige axion-jacht pogingen waren een beetje zoals wanneer je iets te verliezen en vervolgens op zoek gaan naar het natrekken van alle stappen in de aanloop naar de laatste plek waar je weet dat je had het in zijn geval. CAST de onderzoekers hebben in wezen ingevoerd op de bar waar ze denken dat ze hun portemonnee na het zoeken van de gehele wandeling over, en deze paper is als het kijken onder de eerste barkruk.
“De mensen die het geschreven hebben deze papieren zijn niet het gevoel dat hij berooid over het niet vinden van axions,” Dr. Chanda Prescod-Weinstein, de Universiteit van Washington axion wrangler, vertelde Gizmodo. “Terwijl null resultaten zijn niet de leukste die we ooit hebben, ze zijn een belangrijk onderdeel van real elke dag de wetenschap. Het uitsluiten van bepaalde onderdelen van de parameter ruimte helpt ons bij het verfijnen van onze theorieën en toekomstige experimenten.”
“Terwijl null resultaten zijn niet de leukste die we ooit hebben, ze zijn een belangrijk onderdeel van real elke dag van de wetenschap.”
Prescod-Weinstein heeft op wijzen dat de CAST van de nieuwste search is niet gericht op axions doordringt door de ruimte—het is met name gevoelig voor degenen die afkomstig zijn uit de Zon. Er kunnen andere manieren die axions worden geproduceerd dat de CAST niet kunt zien, en er zijn ook andere experimenten zijn op zoek voor hen ook, schrijft Barry University assistent-professor in de natuurkunde Maurizio Giannotti in een commentaar dat vandaag wordt gepubliceerd in de Natuur. Die andere experimenten van de Universiteit van Washington ‘ s ADMX, en de ALPEN in Duitsland.
Noch zal het zoeken naar zonne-axions specifiek stoppen bij GEGOTEN—het experiment met de opvolger, de voorgestelde Internationale Axion Observatory of IAXO, zou ordes van grootte gevoelige, zei Irastorza.
CAST de onderzoekers hebben uitgebreid hun detectors’ zoeken naar meer dan alleen zonne-axions ook nog op jacht naar de veronderstelde donkere energie “kameleon” deeltje dat kon de oorzaak van ons heelal, die de expansie te versnellen. Voor nu, de natuurkundigen zullen blijven om aan wetenschap te doen in wat misschien wel de meest DIY-manier mogelijk voor een experiment.
“We luisteren passief voor geluiden met deze microfoon. Dit is onze akoestische detector,” zei Cantatore, wijzend naar de microfoon op een paar oordopjes tape over het gedeelte van de detector bedoeld om het vinden van de kameleons. “Wat we doen is gebruik maken van een toongenerator, ook wel bekend als een iPhone te genereren, noten om te zien hoe het apparaat reageert, gewoon om te controleren geluid en achtergrond.” Hij zong een diepe vibrato toon in de achterkant van het experiment en keek naar de golfvorm op een oscilloscoop naast GEGOTEN.
“We hebben een hoop plezier met deze.”
[De Natuur Natuurkunde]