CERN Axion Solar Telescope (original) (raw)
The CERN Axion Solar Telescope (CAST) is an experiment in astroparticle physics to search for axions originating from the Sun. The experiment, sited at CERN in Switzerland, was commissioned in 1999 and came online in 2002 with the first data-taking run starting in May 2003. The successful detection of solar axions would constitute a major discovery in particle physics, and would also open up a brand new window on the astrophysics of the solar core. CAST is currently the most sensitive axion helioscope.
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| dbo:abstract | The CERN Axion Solar Telescope (CAST) is an experiment in astroparticle physics to search for axions originating from the Sun. The experiment, sited at CERN in Switzerland, was commissioned in 1999 and came online in 2002 with the first data-taking run starting in May 2003. The successful detection of solar axions would constitute a major discovery in particle physics, and would also open up a brand new window on the astrophysics of the solar core. CAST is currently the most sensitive axion helioscope. (en) CAST (Akronym für CERN Axion Solar Telescope) ist ein Experiment am europäischen Kernforschungszentrum CERN, mit dem ca. 60 Wissenschaftler aus 16 Nationen nach einem neuartigen Teilchen, dem Axion, suchen. Im Juli 2003 wurde das Experiment erstmals am CERN in Betrieb genommen mit dem Ziel, bis Ende 2010 nach solaren Axionen mit einer Masse von 0 eV bis ungefähr 1,1 eV zu suchen. Das Experiment wurde mehrfach erweitert und soll langfristig vom Nachfolgeexperiment abgelöst werden. (de) El CAST o Telescopio Solar de Axiones del CERN (del inglés CERN Axion Solar Telescope) es un experimento de física de astropartículas para descubrir las partículas llamadas axiones originados en el Sol. El experimento, situado en el CERN, Suiza, empezó su funcionamiento en 2002, empezando la primera toma de datos en mayo de 2003. La detección exitosa de axiones solares constituiría un descubrimiento importante para la física de partículas, además de también abrir una nueva ventana en la astrofísica del núcleo solar. Si los axiones existen, pueden ser producidos en el núcleo del Sol cuando los rayos-X dispersan electrones y protones en la presencia de fuertes campos eléctricos. La organización experimental está construida alrededor de un imán de prueba de de largo para el LHC capaz de producir un campo de hasta (Teslas). Con este fuerte campo magnético se espera revertir los axiones solares a rayos-X para su subsiguiente detección mediante detectores de rayos-X. El telescopio observa el Sol durante aproximadamente 1.5 horas al amanecer y otras 1.5 horas en el ocaso cada día. Las restantes 21 horas, con el instrumento apuntando fuera del Sol, se utilizan para medir los niveles de axiones en el fondo. CAST empezó a operar en 2003 buscando axiones de hasta . En 2005, Helio-4 fue añadido al imán, extendiendo la sensibilidad para masas de hasta , y más tarde Helio-3 fue utilizado durante 2008–2011 para masas de hasta . CAST entonces operó con vacío otra vez buscando axiones por debajo de . Para 2014, CAST no había presentado ninguna evidencia definitiva para la existencia de axiones solares. Se había estrechado considerablemente el rango de los parámetros en los cuales estas partículas esquivas podrían existir. CAST ha puesto límites significativos en el acoplamiento de los axiones con electrones y fotones. Un artículo (o paper) de 2017 que utiliza datos recogidos entre 2013-2015 informó de un nuevo y mejor límite en el acoplamiento axión-fotón de . Construido con la experiencia de CAST, una nueva generación mucho más grande de helioscopios de axiones, el Observatorio Internacional de Axiones (International Axion Observatory, IAXO), ha sido propuesto y está ahora en preparación. (es) CAST (l'acronyme de CERN Axion Solar Telescope) est une expérience en physique des particules, dont le but est de chercher des axions provenant du Soleil. L'expérience, placée au CERN en Suisse, est entrée en service en 2002 et la première détection fut effectuée en mai 2003. La détection réussie d'axions solaires devrait constituer une découverte majeure en physique des particules, et ouvrira de nouvelles portes quant au fonctionnement du noyau solaire. Si les axions, particules hypothétiques, existent, ils sont peut-être produits dans le noyau du Soleil, lorsque les rayons X dispersent des électrons et des protons en présence d'un puissant champ électrique. Le dispositif expérimental est constitué d'un aimant de 9,26 mètres de long capable de produire un champ de plus de 9,5 teslas. Ce puissant champ magnétique est prévu pour convertir les axions solaires en rayons X afin que ceux-ci soient recueillis par des détecteurs de rayons X. Le télescope observe le Soleil durant environ 1 heure et demie au lever et au coucher, chaque jour. Les 21 heures restantes sont utilisées pour détecter le niveau du fond d'axions, en pointant le télescope loin du Soleil. (fr) Il CERN Axion Solar Telescope (CAST) è un esperimento di fisica astroparticellare per la ricerca di assioni originati dal Sole. L'esperimento, situato al CERN in Svizzera, fu avviato nel 2002 con la prima presa dati a partire da maggio 2003. Riuscire nella rivelazione di assioni solare costituirebbe una grande scoperta in fisica delle particelle, e aprirebbe anche una finestra nuova sull'astrofisica del nucleo solare. Se gli assioni esistono, potrebbero essere prodotti nel nucleo del Sole quando i raggi X urtano elettroni e protoni in presenza di forti campi elettrici. L'apparato sperimentale è costituito da un magnete lungo 9,26 m smantellato dal LHC capace di produrre un campo massimo di 9,5 T. Si prevede che questo forte campo magnetico converta gli assioni solari di nuovo in raggi X per una conseguente rivelazione da parte dei rivelatori di raggi X. Ogni giorno il telescopio osserva il Sole per circa 1,5 ore all'alba e altre 1,5 ore al tramonto. Le restanti 21 ore, lo strumento punta lontano dal Sole e misura i livelli di sfondo degli assioni. CAST cominciò ad essere operativo nel 2003 e cercava gli assioni fino a 0,02 eV. Nel 2005, fu aggiunto l'elio-4 al magnete, estendendo la sensibilità a masse fino a 0,39 eV, poi fu usato l'elio-3 nel periodo 2008–2011 per masse fino a 1,15 eV. CAST fu poi azionato di nuovo nel vuoto per cercare gli assioni sotto gli 0,02 eV. Al 2014, CAST non ha ancora fornite prove definitive per l'esistenza di assioni solari. Ha notevolmente ristretto il range dei parametri in cui queste particelle potrebbero esistere. Ha inoltre fissato limiti significativi sul accoppiamento degli assioni con gli elettroni e i fotoni. Un articolo del 2017 che usa dati dalla run 2013-2015 ha riportato un nuovo limite massimo sull'accoppiamento assione-fotone di 0,66×10−10 /GeV. Basandosi sull'esperienza del CAST, è stato proposto un elioscopio di assioni di nuova generazione, molto più grande: l'International Axion Observatory (IAXO). Attualmente è in progettazione. (it) CAST, o Telescópio Solar dos Axião do CERN – em inglês CERN Solar Axion Telescope, é um telescópio para descobrir novas partículas hipotéticas como os axiões porque teorias sugeriram a sua existência que permitiria explicar a subtil diferença entre matéria e antimatéria durante os processos que fazem intervir a força fraca. Se existirem poderiam eventualmente encontrar-se no centro do Sol ou fazerem parte da matéria escura (ou matéria negra), invisível. (pt) |
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