CAST - CERN Axion Solar Telescope - Röntgenteleskop Gruppe

Experimentelle Suche nach solaren Axionen

CAST, das CERN Axion Solar Telescope, ist ein Projekt am europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf, das nach Axionen sucht. Axionen wurden vor mehr als 30 Jahren als Lösung des so genannten CP Problems der starken Wechselwirkung vorgeschlagen und gelten als vielversprechender Kandidat für Dunkle Materie. Das CP Problem beschreibt unter anderem die Tatsache, dass das gemessene elektrische Dipolmoment des Neutrons um zehn Grösenordnungen kleiner ist als die theoretischen Vorhersagen, die aus dem Standardmodell der Teilchenphysik folgen. Das physikalische Prinzip von CAST beruht auf dem sogenannten Primakoff-Effekt, der es ermöglicht, dass Axionen in einem sehr starken externen transversalen magnetischen Feld in nachweisbare Photonen umgewandelt werden können.

Die stärkste potentielle Axionen-Quelle ist die Sonne, in deren Kern Axionen durch den sogenannten Primakoff-Effekt erzeugt werden: thermische Photonen können im elektrischen Feld des Sonnenplasmas in Axionen umgewandelt werden und die Sonne ähnlich den Neutrinos, aufgrund ihrer schwachen Wechselwirkung, anschließend verlassen. Diese solaren Axionen sollen dann auf der Erde mit CAST nachgewiesen werden. Um eine ausreichend hohe Sensitivität des Experiments zu erreichen, sind Magnetfeldstärken von einigen Tesla notwendig. In CAST wird hierfür ein 9,26 m langer Prototyp eines supraleitenden LHC-Dipolmagneten verwendet, mit dem magnetische Feldstärken bis 9 Tesla erreicht werden. Der Magnet kann, ähnlich wie ein astronomisches Teleskop, der Sonne während des Sonnenauf- und untergangs für insgesamt 3 Stunden am Tag nachgeführt werden. Unsere Arbeitsgruppe ist für den Betrieb und die wissenschaftliche Betreuung des Röntgenteleskops von CAST verantwortlich.

Kollaborationspartner

Max-Planck Institute
	Max-Planck-Institut für Physik Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik Max-Planck Halbleiterlabor
Universitäts Institute
	Universität Freiburg, Institut für Physik
	Universität Zaragoza, Nuclear and High Energy Physics Laboratory
Excellenz Cluster
	The Cluster of Excellence for Fundamental Physics: Origin and Structure of the Universe
Industrie
	PN Sensor GmbH