CAST (experiment)

Archiu:CAST-Experiment.jpg

CAST (experiment)

A warehouse interior containing a long blue cylinder surrounded by scaffolding and plumbing.

CAST. Els pivots magnètics de telescopi (en blau) sobre el costat dret, mentres el pòrtic (en groc) a l'esquerra de l'image se situa al voltant d'un tubo circular en el sol i eleva o baixa la part esquerra del tubo per a seguir la pista del Sol.

El CAST o Telescopi Solar de Axiones de el CERN (de l'anglés CERN Axion Solar Telescope) és un experiment de física de astropartículas per a descobrir les partícules anomenades axiones originats en el Sol. L'experiment, situat en el CERN, Suïssa, va escomençar el seu funcionament en 2002, escomençant la primera pren de senyes en maig de 2003. La detecció exitosa de axiones solars constituiria un descobriment important per a la física de partícules, ademés de també obrir una nova finestra en l'astrofísica del núcleu solar.

Si els axiones existixen, poden ser produïts en el núcleu del Sol quan els rajos-X dispersen electrons i protones en la presència de fortes camps elèctrics. L'organisació experimental està construïda al voltant d'un iman de prova de $9.26m$ de llarc per al LHC capaç de produir un camp de fins a $9.5T$ (Tesles). En este fort camp magnètic s'espera revertir els axiones solars a rajos-X per a la seua subsegüent detecció per mig de detectors de rajos-X. El telescopi observa el Sol durant aproximadament 1.5 hores en amanecer i atres 1.5 hores en l'ocàs cada dia. Les restants 21 hores, en l'instrument apuntant fora del Sol, s'utilisen per a medir els nivells de axiones en el fondo.

CAST va escomençar a operar en 2003 buscant axiones de fins a $0.02eV$. En 2005, Heli-4 va ser afegit a l'iman, estenent la sensibilitat per a masses de fins a $0.39eV$, i més vesprada Heli-3 va ser utilisat durant 2008–2011 per a masses de fins a $1.15eV$. CAST llavors va operar en buit una atra volta buscant axiones per baix de $0.02eV$.

Per a 2014, CAST no havia presentat cap evidència definitiva per a l'existència de axiones solars. S'havia estretit considerablement el ranc dels paràmetres en els quals estes partícules esquives podrien existir. CAST ha posat llímits significatius en l'acoplament dels axiones en electrons i fotons.

Un artícul (o paper) de 2017 que utilisa senyes arreplegades entre 2013-2015 va informar d'un nou i millor llímit en l'acoplament axión-fotó de $0.66\times 10^{-10}(GeV{)}^{-1}$.

Construït en l'experiència de CAST, una nova generació molt més gran de helioscopis de axiones, l'Observatori Internacional de Axiones (International Axion Observatory, IAXO), ha segut propost i està ara en preparació.