Ein neuer Tag, ein neues Experiment ;-) Man könnte darauf kommen, dass ich nicht arbeite - aber das war erst einmal der letzte geplante Visit. Heute ging es zum CAST (CERN Axion Solar Telescope - und nein, nicht jedes Experiment hier beginnt mit "C"...) Experiment. Die physikalischen Grundlagen sind diesmal etwas subtiler und daher schwer zu erklären. Sobald mir etwas "einfaches" einfällt, werde ich es hier posten.
Ziel des Experiment ist es, hypothetische Elementarteilchen - die Axions - zu finden. Dazu folgt ein Teleskop jeden Tag etwa drei Stunden dem Lauf der Sonne. Das Teleskop ist aber kein gewöhnliches: Genutzt wird ein Prototyp eines LHC Dipols mit einer Magnetfeldstärke von neun Tesla (zum Vergleich: Das Erdmagnetfeld hat in Europa eine Stärke von etwa 45 x 10-6 Tesla). Erreicht wird diese Stärke durch supraleitende Magneten bei einer Temperatur von 1,7 Kelvin. Sollte es Axions geben und sie in der Sonne produziert werden, so können sie im einen starken Magnetfeld in ein Photon umgewandelt werden, was von dem Detektor am Ende des Teleskops entdeckt werden kann. Um die Sensibilität des Teleskops zu erhöhen, kann es mit einer exakt bestimmten Menge Helium-3 gefüllt werden.
Die Axions wurden postuliert, um das starke CP-Problem der Quantenchromodynamik zu lösen. Die Lagrangedichte der QCD enthält einen Term, der CP-Symmetrie verletzt. Der Parameter, der den Grad der Verletzung beschreibt, kann dabei nur gemessen, nicht theoretisch bestimmt werden. Ein hoher Grad der CP-Verletzung würde aber ein elektrisches Dipolmoment des Neutrons vorhersagen - und dies ist nach experimentellen Ergebnissen - falls überhaupt vorhanden - sehr klein. Um zu erklären, warum dieser Parameter so klein ist, führt man anstelle des Parameters ein Feld (zusammen mit einer neuen Symmetrie ein), die spontan gebrochen wird - das dabei entstehende Boson ist das hypothetische Axion.
Darüber hinaus sind Axions - sofern sie genügend kleine Massen besitzen - Kandidaten für dunkle Materie.
Die Axions wurden postuliert, um das starke CP-Problem der Quantenchromodynamik zu lösen. Die Lagrangedichte der QCD enthält einen Term, der CP-Symmetrie verletzt. Der Parameter, der den Grad der Verletzung beschreibt, kann dabei nur gemessen, nicht theoretisch bestimmt werden. Ein hoher Grad der CP-Verletzung würde aber ein elektrisches Dipolmoment des Neutrons vorhersagen - und dies ist nach experimentellen Ergebnissen - falls überhaupt vorhanden - sehr klein. Um zu erklären, warum dieser Parameter so klein ist, führt man anstelle des Parameters ein Feld (zusammen mit einer neuen Symmetrie ein), die spontan gebrochen wird - das dabei entstehende Boson ist das hypothetische Axion.
Darüber hinaus sind Axions - sofern sie genügend kleine Massen besitzen - Kandidaten für dunkle Materie.
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