De longs tubes, des aimants puissants et des lasers brillants. Est-ce tout ce qu’il faut pour attirer les particules timides de l’univers à se révéler ?
physiciens travaillant sur Alpin II L’expérience l’espère certainement, car ils ont commencé leur recherche de matière noire axion (ou de type axion) le mardi 23 mai. ALPS (Light Particle Search) est une expérience Deutsches Elektronen-Synchrotron, ou DESY, longue de 820 pieds.
les Alpes La seconde recherche des particules élémentaires qui ont jusqu’à présent échappé à l’observation humaine. On pense que ces particules sont responsables de ce qu’on appelle la matière noire, le terme général pour 27% des choses dans l’univers Il n’a pas été observé directement, mais sa présence apparaît dans les halos de matière noire et les lentilles gravitationnelles.
À grande échelle, les caractéristiques de la matière noire sont évidentes, mais pour déterminer précisément ce qui comprend les inconnues, les physiciens doivent examiner certaines des plus petites échelles.
Il existe plusieurs candidats principaux pour la matière noire, mais les deux principaux sont les particules massives à faible interaction (WIMP) et les machines. Les axions portent le nom de détergent à lessive et sont plus petits que les WIMP. En fait, ils sont censés être si petits qu’ils se comportent plus comme des ondes que comme des particules, semblables à des photons de lumière (un autre candidat de la matière noire, les photons noirs, agirait de manière similaire, d’où leur nom).
L’une des propriétés des axions est qu’ils peuvent entrer et sortir de l’existence, peut-être même des photons ordinaires. les Alpes La deuxième expérience a été conçue pour détecter des particules telles que les axions en prenant des mesures de ces changements de potentiel, des photons aux axions et inversement. Les aimants de l’expérience, qui sont utilisés pour créer un champ magnétique pour héberger cette transition photon-axion, ont été extraits de l’accélérateur HERA à DESY, qui n’est plus en service depuis.
les Alpes La seconde est séparée en deux parties par un mur à travers lequel la lumière ne peut pas passer, mais les axions le peuvent. Si la lumière apparaît de l’autre côté de l’expérience, cela signale aux scientifiques que le photon s’est transformé en axion, a traversé le mur et est redevenu un photon.
a déclaré Axel Lindner, chef de projet à DESY et porte-parole de la collaboration ALPS, à DESY lancement. Lindner a ajouté que les chances sont « comme lancer 33 dés et ils sortent tous de la même manière ».
L’expérience commencera la recherche dans un « mode de fonctionnement faible », selon le communiqué, pour faciliter la détection de la lumière de fond qui peut donner de faux positifs à la matière noire axionique. les Alpes II devrait atteindre sa pleine sensibilité plus tard cette année et son système de miroir sera mis à jour l’année prochaine. Les premières données de l’expérience sont attendues en 2024.
« Même si nous ne trouvons aucune particule légère avec ALPS, l’expérience modifiera les limites d’exclusion des particules ultralégères d’un facteur 1 000 », a déclaré Lindner. Ce serait un grand pas, car jusqu’à présent, la recherche d’axions a été un processus ardu pour entrer dans la gamme de masse possible des particules théoriques.
les Alpes II se combinera avec d’autres détecteurs géants de matière noire tels que LUX-ZEPLIN dans le Dakota du Sud Et XENON1T sous les Apennins En reniflant la physique insaisissable qui sous-tend l’univers.
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