Axion
Lịch sử > Thử nghiệm tìm kiếm

Một số thí nghiệm đã cố gắng để phát hiện các axion, trong đó có ít nhất một trong đó đã khẳng định những kết quả tích cực.
Trong ánh sáng phân cực Ý PVLAS đã thử nghiệm lan truyền thông qua các lĩnh vực từ một đứa trẻ 5 T nam châm lưỡng cực, tìm kiếm cho một vòng quay bất thường nhỏ theo hướng phân cực. Khái niệm của thử nghiệm lần đầu tiên được đưa ra vào năm 1986 bởi Luciano Maiani, Roberto Petronzio và Emilio Zavattini, và nếu axion tồn tại, các photon có thể tương tác với lĩnh vực này để trở thành axion ảo hoặc thực. Luân chuyển này là rất nhỏ và khó phát hiện, nhưng vấn đề này có thể được khắc phục bằng cách phản xạ ánh sáng trở lại và ra thông qua từ trường hàng triệu lần. Các PVLAS đã kết quả gần đây phát hiện một vòng quay bất thường, có thể được giải thích trong các điều khoản của một axion khối lượng 1 - 1,5 meV. Tuy nhiên, có những nguồn khác có thể có một hiệu ứng như vậy bên cạnh các axion.
Một số thí nghiệm tìm kiếm các axion có nguồn gốc vật lý thiên văn bằng cách sử dụng các hiệu ứng Primakoff. Hiệu ứng này gây ra chuyển đổi axion photon và ngược lại trong các lĩnh vực điện từ mạnh. Axion có thể được sản xuất trong lõi của Mặt trời khi chụp X-quang tán xạ khỏi các electron và proton trong sự hiện diện của các lĩnh vực điện mạnh và được chuyển đổi thành các axion. CAST thử nghiệm đang được tiến hành để phát hiện các axion bằng cách chuyển đổi chúng trở lại tia x trong một từ trường mạnh.
Các Axion Dark Matter Experiment (ADMX) tìm kiếm ánh sáng, tương tác yếu axion bão hòa quầng vật chất tối của thiên hà của chúng ta. ADMX là một từ trường mạnh thấm nhuần một khoang lò vi sóng lạnh. Axion phù hợp với tần số cộng hưởng của sự phân rã khoang thành photon vi sóng. ADMX đã loại trừ các mô hình axion lạc quan trong các μeV 1,9 đến phạm vi μeV 3,53.
Một phương tiện tìm kiếm các axion là bằng cách tiến hành cái gọi là "ánh sáng chiếu qua các bức tường" thí nghiệm, một chùm ánh sáng đi qua một từ trường mạnh trong một nỗ lực để thực hiện các chuyển đổi của các photon thành axion bằng cách cho phép họ phải vượt qua thông qua một tấm nhôm, ngăn chặn sự di chuyển của các photon. Tuy nhiên, những thực hành này là hiệu quả thấp, đòi hỏi thông lượng photon ban đầu cao, và những người tiến hành bởi BFRs và PVLAS đã là chủ đề của một số xác minh thêm. Một thí nghiệm gần đây đã có sự nhạy cảm cần thiết để phát hiện này có hiệu lực nếu các PVLAS đã 2005 - tín hiệu do các axion, tuy nhiên, không có hiệu lực đã được nhìn thấy.
Ngày 09 tháng 7 năm 2007, một bài báo trình arXiv bởi Carlo Rizzo  và các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Quốc gia de la Recherche Scientifique chỉ định với một mức độ tin cậy 94% hoặc cao hơn, mà họ tin rằng các kết quả được công bố bởi các thí nghiệm PVLAS đã, Ý, không chính xác và đã không chứng minh sự tồn tại của các axion. Ban đầu, nhóm nghiên cứu các vấn đề sau khi tuyên bố của họ rằng các khớp nối axion suy ra từ thí nghiệm PVLAS đã không phù hợp với các thí nghiệm tiến hành trong năm 2007 và trước đó vào năm 2006, và vì vậy yêu cầu xem xét lại.
Các thí nghiệm được tiến hành bởi nhóm nghiên cứu của Rizzo của sự khác biệt từ các phương pháp tiếp cận của các nhà nghiên cứu người Ý trong việc rằng cuối của một buồng chân không, một tấm nhôm được đặt  để ngăn chặn các photon từ một tia laser liền kề đi qua tấm, nơi axion sẽ chỉ đơn giản là đi qua tấm và được chuyển đổi trở lại thành photon, và có thể quan sát một phần nhỏ của vụ chuyển đổi hạt số 4 × 10 22 photon.
Trong việc sử dụng đo lường quang học và dầm rung động của ánh sáng, nhóm nghiên cứu cho thấy thông qua minh họa đường cong loại trừ so với thí nghiệm PVLAS đã và khác được tiến hành bởi BFRT, rằng các axion đã được loại trừ nhưng vẫn còn một giả thuyết hợp lệ; [ 6 thí nghiệm kể như là một bước quan trọng trong sự hiểu biết của hạt, với khả năng của một axion cùng rất yếu.
Một vài ngày trước đó, vào ngày 23 Tháng Sáu, PVLAS đã gửi một giấy để arXiv,, trong đó, họ lưu ý rằng nâng cấp hệ thống đo lường của họ đã được thực hiện để tăng độ chính xác của các kết quả của họ so với năm trước, thông qua việc sử dụng 2.3 và 5,5 T lĩnh vực  và bước sóng 1064 nm. Với tăng độ chính xác, PVLAS đã lưu ý rằng việc giải thích axion hạt đã được loại trừ  do sự vắng mặt của một tín hiệu quay về mức 1,2 × 10 -8 rad × 5,5 T và 1,0 × 10 -8 rad × 2,3 T với 45.000 đi.
Axion và boson ánh sáng khác cũng được dự kiến sẽ có một chữ ký quan sát được trong các cài đặt khác nhau vật lý thiên văn. Đặc biệt, một số công trình gần đây đã đề xuất sự tồn tại của giống như các hạt axion như là một giải pháp có thể có sự minh bạch rõ ràng của vũ trụ với tia gamma TeV. Nó cũng đã được chứng minh trong một vài tác phẩm gần đây, trên tài khoản của từ trường lớn luồng khí quyển của những đối tượng vật lý thiên văn nhỏ gọn (ví dụ, từ trường), môi trường như vậy sẽ chuyển đổi photon đến axion nhiều hơn nữa hiệu quả hơn so với hầu hết các phòng thí nghiệm, trong một phạm vi khối lượng rộng axion. Điều này, đến lượt nó, sẽ cung cấp cho tăng tính năng riêng biệt như hấp thụ trong quang phổ của các đối tượng như vậy mà có thể được quan sát bằng kính viễn vọng hiện tại và, do đó, làm tăng đáng kể độ nhạy cảm của chúng tôi để phát hiện axion. Một phát hiện mới đầy hứa hẹn có nghĩa là các axion các hạt giống bằng cách tìm kiếm các hiệu ứng khúc xạ bán hạt chùm trong các hệ thống với từ trường mạnh như từ trường vô tuyến lớn và các pulsar từ. Đặc biệt, các hiệu ứng khúc xạ sẽ dẫn đến tác dụng tách chùm tia có thể dễ dàng phát hiện trong các đường cong ánh sáng radio của pulsar từ hóa cao và có thể cho phép phát hiện boson ánh sáng với nhạy cảm lớn hơn nhiều so với hiện đạt được bằng các phương tiện khác.
Một cặp giấy tờ của Katherine Mack xuất hiện trên arXiv trong tháng 11 năm 2009 nghi ngờ về sự tồn tại của QCD axion nhẹ hơn μeV quy mô, lập luận rằng (1) quan sát vũ trụ ngụ ý rằng sự tồn tại của axion như ánh sáng tạo ra lớn hơn tinh điều chỉnh vấn đề hơn là một trong rằng nó đã được đưa ra giả thuyết để giải quyết  và (2) các đối số anthropic không làm giảm bớt vấn đề này tinh chỉnh  Những giấy tờ cho rằng, kể từ khi động lực cho các axion là để sửa chữa một phạt chỉnh vấn đề, ​​nhưng sự tồn tại của axion rất nhẹ (s) tạo ra một khác nhau, và lớn hơn, tinh chỉnh vấn đề, ​​và hơn nữa, kể từ khi axion chưa bao giờ được quan sát thấy có không còn bất cứ lý do nào để nghi ngờ rằng các axion của khối lượng dưới μeV quy mô tồn tại.