Aksionlar, varsayımsal parçacıklar, aynı anda iki gizemi çözebilir. Evrenin kütlesinin çoğunluğunu oluşturduğu varsayılan esrarengiz madde olan karanlık maddeyi ve atom çekirdeklerinde proton ve nötronları bir arada tutan güçlü kuvvetin ilgi çekici simetri özelliklerini açıklayabilirler.
Aksionlar, kütleleri ve diğer parçacıklarla etkileşimlerinin gücü açısından akla gelebilecek çok çeşitli olasılıklara sahiptir. Sonuç olarak, Axion araştırmaları bu alanın çeşitli alanlarına odaklanmakta, her bir araştırma keşif potansiyeli sunmakta ve bulguları sonraki araştırmaları yönlendirmektedir.
CERN’deki CAST deneyi üzerinde çalışan bir grup bilim insanı, Nature Communications’da yayınlanan yeni bir makalede, aksion uzayının daha önce keşfedilmemiş bir bölgesine odaklanmak için deneyin bir bölümünü nasıl yeniden tasarladıklarını anlatıyor.
CAST başlangıçta Güneş’ten gelen aksiyonları aramak için oluşturuldu. CAST ekibi son çalışmalarında, deneyin mıknatısının iki deliğinden birine dört boşluktan oluşan bir rezonatör yerleştirerek Samanyolu’nun karanlık madde “halesinden” gelen aksiyonları arayan CAST-CAPP adlı bir aksiyon haloskopu inşa etti.
Aksionlar, CAST’ta kullanılan mıknatısın yarattığı gibi güçlü bir manyetik alanda fotonlara dönüşmelidir. Araştırmacılar, aksiyon haloskopunun radyo gibi çalışan rezonatörünü ayarlayarak bu aksiyona dönüşen fotonların frekansını belirleyebilirler.
Aksion “radyo istasyonunun” frekansı bilinmediği için araştırmacıların aksion “radyo istasyonunun” frekansını bulmaya çalışmak için bir frekans bandını yavaşça taraması gerekiyor.
CAST-CAPP rezonatörü kullanılarak, 19,74 ile 22,47 mikroelektronvolt arasındaki aksion kütlelerine karşılık gelen 4,774 ile 5,434 GHz arasındaki frekanslara sahip aksion sinyalleri tespit edilebilir.
CAST araştırmacıları 12 Eylül 2019’dan 21 Haziran 2021’e kadar 660 MHz’lik bu frekans bölgesini 200 kHz’lik adımlarla 4124 saat boyunca inceledi ve 5 GHz Kablosuz Yerel Alan Ağı (WLAN) gibi bilinen arka plan sinyallerini izole etti, ancak aksiyonlardan herhangi bir sinyal tespit edemediler. Bununla birlikte CAST-CAPP verileri, 19,74 ila 22,47 mikroelektronvoltluk aksion kütleleri için aksionların fotonlarla etkileşiminin maksimum gücüne yeni kısıtlamalar getirerek aksion karanlık maddesinin aranacağı alanı azaltmaktadır.
Yeni sınırlar, bir başka CAST haloskopu olan RADES’in 2018 verilerinden elde edilenler de dahil olmak üzere önceki aksion arama bulgularını tamamlıyor.
Karanlık madde hala aranmaya devam ediyor.
Kaynak: home.cern/news
