05.12.2006
21:43

11.09.2006
19:32

О ПОЛЬЗЕ НАУКИ
(вариант прагматического обоснования)

12.08.2005
15:20

25.04.2005
21:29

25.04.2005
15:33

25.02.2005
19:11

08.01.2005
19:50

29.12.2004
17:42

29.12.2004
14:47

23.12.2004
21:59

Первые данные нового эксперимента по поиску аксионов

(Belle Dume, "Axion experiment makes its debut"
"PhysicsWeb", 24 November 2004)

Эксперимент, выполненный на "подержанном" оборудовании, раннее использовавшемся в других экспериментах, представил новые ограничения на свойства частиц, которые могут образовывать "темную материю". Предполагается, что на долю "темной материи" может приходиться до 25% массы Вселенной. Детектор CAST (CERN Axion Solar Telescope) был создан для поиска так называемых аксионов - экзотических частиц, которые, возможно, рождаются в недрах Солнца.

Хотя эксперимент CAST не обнаружил ни одного аксиона, однако он смог установить новый предел на константу взаимодействия между аксионом и фотоном. Для аксионов с массой менее 0,02 эВ константа взаимодействия меньше 1,16*10^-10 ГэВ^-1 на 95%-ом уровне достоверности (hep-ex/0411033).

Наряду с суперсимметричными частицами аксион является один из наиболее вероятных кандидатов для "темной материи". Первоначально аксионы были придуманы для того, чтобы объяснить, почему сильные взаимодействия, в отличии от слабых, не нарушают CP-симметрию (комбинированную зарядовую и пространственную симметрию).

Предполагается, что аксионы могут образовываться внутри Солнца при рассеянии тепловых фотонов на электронах. Согласно теоретическим моделям и экспериментальным данным, масса аксиона может находится в диапазоне от одной миллионной доли электрон-вольта до нескольких эВ. Открытие аксиона дало бы серьезный импульс исследованиям физики вне рамок Стандартной Модели.

Если аксионы существуют, то сильное магнитное поле установки CAST должно преобразовывать солнечные аксионы в рентгеновское излучение. Для получения магнитного поля коллаборация CAST использовала тестовый магнит, который был первоначально изготовлен в CERNе для проекта Большого адронного коллайдера LHC (Large Hadron Collider) Этот магнит достигает 10-и метров в длину и создает поле напряженностью 9 Тл.

Детектор регистрировал солнечное излучение около трех часов в день одним торцом на восходе и другим на закате. Остальную часть дня для измерения фона детектор не был направлен на Солнце (см. рисунок 1).


Некоторые участники коллаборации CAST на фоне магнита (фотографию сделал Igor Irastorza)

Сигнал от аксионов должен был проявляться как избыток рентгеновских фотонов над фоном в трех различных детекторах рентгеновского излучения, когда Солнце светило внутрь магнита. Часть оборудования для регистрации рентгеновского излучения первоначально предназначалось для космического рентгеновского телескопа ABRIXAS, но затем было адаптировано под специфику эксперимента CAST.

Пока коллаборация CAST провела анализ данных, собранных с мая по ноябрь 2003 года. В настоящее время обрабатываются данные 2004 года. В следующем году коллаборация планирует сделать детектор чувствительным к более высоким значениям масс аксиона путем заполнения рабочего объема детектора буферным газом (рис.2).


Исключенная область значений аксион-фотонной константы связи в зависимости от массы аксиона на 95% -ом уровне достоверности по данным 2003 года, которая сравнивается с аналогичными результатами других экспериментов, обсуждаемых в статье. Закрашенная полоса соответствует типичным предсказаниям теоретических моделей. Кроме того, представлена чувствительность эксперимента, ожидаемая после обработки данных 2004 года.

В коллаборации CAST работают физики из CERNа и 14 других научных центров Германии, Греции, Испании, Канады, России, США, Хорватии и Франции.

Перевод Н.Никитина

НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОТ ПЕРЕВОДЧИКА

Думаю, что сетевые читатели уже догадались, кто верховодит в эксперименте CAST. Экономия на всем, остроумное использование чужого оборудования помноженное на нетривиальную простоту самого эксперимента с головой выдает лидерство русских физиков в коллаборации. Я шапочно знаком с физиками из ИЯИ, которые придумали и осуществили этот эксперимент (два года назад в самолете Женева-Москва они оказались моими соседями). За три часа полета я был очарован этими далеко не молодыми людьми. Бешенная энергия, влюбленность в экспериментальную физику, каскад красивых и дешевых в реализации идей. Сейчас, когда вороватые туповатые чиновники на самом верху твердят о неэффективности и затратности отечественной науки, я вспоминаю физиков-экспериментаторов из ИЯИ и сразу перестаю верить "их высокомордиям", которые в своей никчемной жизни не изобрели ничего интересного, а из всей науки усвоили только деление и отбирание.

Не случаен и выбор объекта исследования - аксиона. Ведь именно в ИЯИ работает "изобретатель" этой нетривиальной частицы, один из ведущих физиков-теоретиков нашего времени академик РАН В.А.Рубаков.

26.11.2004
13:51

24.11.2004
20:48

22.11.2004
14:46

22.11.2004
14:30

17.11.2004
23:14

16.11.2004
20:15

21.10.2004
21:13

12.10.2004
21:06

04.10.2004
14:59

03.06.2004
21:45