Аксион

Аксион ( англ. axion від axial +-on ^[1]) - гіпотетична нейтральна Псевдоскалярний елементарна частинка, Постульовано для збереження CP-інваріантності в квантової хромодинамике в 1977 р. Роберто Печчеї (RD Peccei) і Хелен Куїнн (HR Quinn) ^{[2] [3]} (див. Теорія Печчеї - Квінн). Аксион повинен являти собою псевдоголдстоуновскій бозон, що виникає в результаті спонтанного порушення симетрії Печчеї-Квінн.

Назва частці дано Френком Вільчек ^[4] по торговій марці прального порошку ^[5], так як Аксион повинен був "очистити" квантову хромодинаміки від проблеми сильного CP-порушення, а також через зв'язок з аксіальним струмом.

1. Властивості Аксион

Аксион повинен розпадатися на два фотона. В оригінальній теорії Печчеї-Квінн ~ 100 Г еВ і маса Аксион ~ 100 до еВ, що, однак, суперечить експериментальним даним по розпаду - І -Частинок. У модифікованій в рамках Великого Об'єднання теорії значення значно вище і Аксион повинен бути дуже слабо взаємодіє з речовиною часткою малої маси. Існують роботи, що вводять шкалу мас, пов'язану з масою Аксион, значно вище ; Це призводить до значно меншої константі зв'язку Аксион з іншими полями і вирішує проблему ненаблюденія цієї частки в існуючих експериментах. Широко обговорюються дві моделі такого роду. В одній з них вводяться нові кварки, несучі (на відміну від відомих кварків і лептонів) заряд Печчеї-Квінн і пов'язані з так званим адронним Аксион (або KSVZ-Аксион, Аксион Кіма-Шифман-Вайнштейна-Захарова) ^[6]. У другій моделі (так званий GUT-Аксион, DFSZ-Аксион, або Аксион Дайна-Фішлера-Средніцкого-Житницького) ^[7] відсутні додаткові кварки, всі кварки і лептони несуть заряд Печчеї-Квінн.

Аксион розглядаються як одні з кандидатів, складових "темну матерію" - небаріонную складову прихованої маси в космології.

2. Експерименти по виявленню

З 2003 р. в ЦЕРНі проводиться експеримент CAST (CERN Axion Solar Telescope) ^[8] по виявленню Аксион, імовірно випускаються внаслідок ефекту Примакова розігрітій до ~ 15.10 ⁶ K плазмою сонячного ядра. Детектор заснований на зворотному ефекті Примакова - перетворенні Аксион в фотон, індукованому магнітним полем. Проводяться й інші експерименти, спрямовані на пошук потоку Аксион, випромінюваних ядром Сонця.

Експеримент ADMX (Axion Dark Matter Experiment) ^{[9] [10]} проводиться в Ліверморської національної лабораторії (Каліфорнія, США) з метою пошуку Аксион, імовірно утворюють невидиме гало нашої Галактики. У цьому експерименті використовується сильне магнітне поле для конверсії Аксион в радіочастотні фотони; процес посилюється за допомогою резонансної порожнини, що настроюється на частоти в діапазоні від 460 до 810 МГц, відповідно до пророкує масою Аксион.

Протягом 2003 - 2004 рр.. був виконаний пошук Аксион з масою до 0,02 еВ. Аксион виявити не вдалося і був визначений верхня межа константи фотон-Аксион взаємодії <1,16 10 ^-10 Г еВ ^-1 .

Астрофізичні обмеження на масу Аксион і його константу зв'язку з фотоном отримані з спостережуваної швидкості втрати енергії зірками (червоними гігантами, наднової SN1987A і т. д.). Народження Аксион в надрах зірки привело б до її прискореного охолодження ^[11].

Автори експерименту PVLAS в 2006 заявили про виявлення подвійного променезаломлення і повороту площини поляризації світла в магнітному полі, що було інтерпретовано як можливе виникнення реальних або віртуальних Аксион в пучку фотонів. Однак у 2007 автори пояснили ці результати як наслідок деяких неврахованих ефектів в експериментальній установці ^{[Джерело не вказано 349 днів]} .

Примітки