Diferència entre revisions de la pàgina «Axió»

22 bytes afegits ,  fa 1 mes
→‎Predicció teòrica: Revisió lingüística
m (Bot elimina espais sobrants)
(→‎Predicció teòrica: Revisió lingüística)
 
Existeix una solució simple: Si almenys un dels [[quarks]] del [[Model estàndard de física de partícules|model estàndard]] tingués massa nul·la, {{overline|Θ}} desapareixeria de la teoria. No obstant, proves empíriques suggereixen que tots els quarks són massius i per tant el problema CP fort persisteix.
 
El 1977, [[Roberto Peccei]] i [[Helen Quinn]] van postular una solució al problema CP fort, el [[teoria de Peccei–Quinn|mecanisme de Peccei–Quinn]]. La idea és convertir {{overline|Θ}} en un camp (amb partícula associada corresponent). Això s'acomplexiacomplex afegint una nova simetria global (anomenada simetria Peccei–Quinn) al model estàndard que resulta espontàniament trencada. Una vegada aquesta simetria global és trencada, apareix una nova partícula la qual, prenent el rol de {{overline|Θ}}, relaxa naturalment el paràmetre de violació CP a zero. Aquesta nova partícula hipotètica s'anomena axió. [D'una manera més tècnica, l'axió seria el [[bosó de Nambu–Goldstone]] que resulta del trencament espontani de la simetria Peccei–Quinn. No obstantTanmateix, els efectes del buit no trivial de la QCD (per exemple [[instantó|instantons]]) trenquen la simetria Peccei–Quinn explícitament i proporcionen una petita massa a l'axió. Per aquest motiu, l'axió és un ''pseudo''-bosó de Nambu–Goldstone.] L'axió Weinberg-Wilczek original ha estat exclòs per les dades experimentals. Actualment, el mecanisme de l'axió es discuteix en la forma d'axió invisible el qual existeix en dues versions: l'axió KSVZ<ref>{{ref-publicació|cognom1=Kim|nom1=J.E.|any=1979|publicació=Phys. Rev. Lett.|volum=43|pàgines=103}}{{en}}</ref><ref>{{ref-publicació|cognom1=Shifman|nom1=M.|cognom2=Vainshtein|nom2=A.|cognom3=Zakharov|nom3=V.|any=1980|publicació=Nucl. Phys.|volum=B166|pàgines=493}}{{en}}</ref> i l'axió DFSZ.<ref>{{ref-publicació|cognom1=Dine|nom1=M. |cognom2=Fischler|nom2=W. |cognom3=Srednicki|nom3=M.|any=1981|publicació=Phys. Lett.|volum=B104|pàgines=199}}{{en}}</ref><ref>{{ref-publicació|cognom1=Zhitnitsky|nom1=A.|any=1980|publicació=Sov. J. Nucl. Phys. |volum=31|pàgines=260}}{{en}}</ref>
 
== Recerca experimental ==
S'han dut a terme diferents experiments per a detectar els axions.
 
A l'experiment [[PVLAS]] italià, la [[llum polaritzada]] es propaga a través d'un [[camp magnètic]] generat per un [[imant dipolar]] de 5 [[tesla (unitat)|T]] per a cercar petites rotacions anòmales de la direcció de la polarització. Aquest concepte fou proposat per primera vegada per [[Luciano Maiani]], [[Roberto Petronzio]] i [[Emilio Zavattini]] el 1986,<ref>{{ref-publicació|cognom1=Maiani|nom1=L. |cognom2=Petronzio|nom2=R. |cognom3=Zavattini|nom3=E. |any=1986|títol=Effects of nearly massless, spin-zero particles on light propagation in a magnetic field|publicació=Phys. Lett.|volum=175|exemplar=3|pàgines=359–363|doi=10.1016/0370-2693(86)90869-5|bibcode=1986PhLB..175..359M}}</ref> basatpartint ende la idea que si existissin els axions, els fotons podrien interactuar amb els fotosfotons del camp electromagnètic per a convertir-se en axions reals o virtuals. Aquesta rotació és molt petita i difícil de detectar, però aquest problema es pot solucionarresoldre reflectint la llum enrere i endavantavant a través del camp magnètic milions de vegades. CertsAlguns resultats de PVLAS van detectar una rotació anòmala, la qual es podria interpretar en termes d'un axió ded'una massa 1–d'entre 1 i {{val|1.5|u=meV}}. No obstant aquest resultat, hi ha altres possibles fonts per a tals efectes, a part dels axions.<ref>Steve Reucroft, John Swain. [http://cerncourier.com/main/article/46/8/10 Axion signature may be QED] CERN Courier, 2006-10-05</ref>
 
Alguns experiments busquencerquen axions d'origen [[Astrofísica|astrofísic]] utilitzantemprant l'[[efecte Primakoff]]. Aquest efecte causa conversions d'axions en fotons i viceversa en camps electromagnètics forts. Els axions es podenpodrien produir en el nucli del [[Sol]] quan els raigs X dispersen [[Electró|electrons]] i [[Protó|protons]] en presència de camps elèctrics forts i es converteixenconvertirien en axions. El detector [[CERN Axion Solar Telescope|CAST]] al [[Organització Europea per a la Recerca Nuclear|CERN]] ha dut a termefet un experiment per a observar aquests axions convertits en raigs X en camps magnètics forts. L'[[Axion Dark Matter Experiment|experiment de matèria fosca d'axió (ADMX)]] cerca axions lleugers que interactuïn de manera feble saturant l'[[halo de matèria fosca]] de la nostra galàxia.<ref>{{ref-publicació|arxiv=astro-ph/0603108|doi=10.1103/PhysRevD.74.012006 |títol=High resolution search for dark-matter axions|any=2006|cognom1=Duffy|nom1=L. D.|cognom2=Sikivie|nom2=P.|cognom3=Tanner|nom3=D. B.|cognom4=Bradley|nom4=R. F.|cognom5=Hagmann |nom5=C. |cognom6=Kinion |nom6=D. |cognom7=Rosenberg |nom7=L. J. |cognom8=Van Bibber |nom8=K. |cognom9=Yu |nom9=D. B. |cognom10=Bradley |nom10=R. F. |publicació=Physical Review D|volum=74 |pàgines=12006 |bibcode=2006PhRvD..74a2006D}}</ref> ADMX és un camp magnètic fort dins d'una cavitat freda de [[microones]]. Els axions que coincideixen amb la freqüència de la cavitat es desintegren en fotons de microones. L'ADMX ha exclòs els models d'axió més optimistes en el rang de masses de 1.9 μeV a 3.53 μeV.<ref>{{ref-publicació|arxiv=0910.5914|doi=10.1103/PhysRevLett.104.041301|títol=SQUID-Based Microwave Cavity Search for Dark-Matter Axions|any=2010|cognom1=Asztalos|nom1 = S. J.|cognom2=Carosi|nom2=G.|cognom3=Hagmann|nom3=C.|cognom4=Kinion|nom4=D.|cognom5=Van Bibber|nom5=K.|cognom6=Hoskins|nom6=J.|cognom7=Hwang|nom7=J.|cognom8=Sikivie|nom8=P.|cognom9=Tanner|nom9=D. B.|cognom10=Hwang|nom10=J.|cognom11=Sikivie|nom11=P.|cognom12=Tanner|nom12=D. B.|cognom13=Bradley|nom13=R.|cognom14=Clarke|nom14=J.|publicació=Physical Review Letters|volum=104 |exemplar=4|pàgines=41301|bibcode=2010PhRvL.104d1301A |author15=ADMX Collaboration}}</ref> L'experiment de la cavitat de microona no va detectar, entre el 1996 i el 2010, axions de massa compresa entre els 1.98–2.17 µeV i una freqüència entre 450 i 850&nbsp;MHz.<ref>[http://www.phys.washington.edu/groups/admx/results.html Phase 1 Results], dated 2006-03-04</ref> L'ADMX està prenent noves dades després d'una sèrie de millores.
 
Un altre mètode per a la recerca d'axions és mitjançant els anomenats experiments de ''llum filtrada a través de murs'',<ref>{{ref-publicació | doi = 10.1142/9789812704214_0007 | any = 2003 | cognom1 = Ringwald | nom1 = A. | pàgines = 63–74 | títol = Electromagnetic Probes of Fundamental Physics - Proceedings of the Workshop | publicació=Workshop on Electromagnetic Probes of Fundamental Physics |lloc= Erice, Italy|arxiv=hep-ph/0112254 |capítol= Fundamental Physics at an X-Ray Free Electron Laser | series = The Science and Culture Series - Physics | isbn = 9789812385666}}</ref> onen què un raig de llum passa a través d'un intens camp magnètic en untot intentprovant d'observar la conversió de fotons quan travessen una planxa d'alumini que bloca el pas dels fotons. No obstant,Però aquestes pràctiques tenen una baixa eficàcia, i necessitenhan de menester un flux inicial de fotons alt. UnNo va observar l'efecte un experiment que tenia la sensibilitat necessària per a detectar aquest efecte-lo si el senyal de PVLAS del 2005 eraes degutdevia a axions; no va observar l'efecte.<ref name="rizzo_1">{{ref-publicació |arxiv = 0707.1296|doi = 10.1103/PhysRevLett.99.190403|pmid = 18233050|títol = No "Light Shining through a Wall": Results from a Photoregeneration Experiment|any = 2007|cognom1 = Robilliard|nom1 = C.|cognom2 = Battesti|nom2 = R.|cognom3 = Fouche|nom3 = M.|cognom4 = Mauchain|nom4 = J.|cognom5 = Sautivet|nom5 = A.-M.|cognom6 = Amiranoff|nom6 = F.|cognom7 = Rizzo|nom7 = C.|publicació = Physical Review Letters|volum = 99|exemplar = 19|pàgines = 190403|bibcode = 2007PhRvL..99s0403R}}</ref>
 
El 9 de juliol de 2007, uns experiments liderats per [[Carlo Rizzo]]<ref name="rizzo_1"/> del [[Centre Nacional de la Recerca Científica]] indicaren, amb un nivell de confiança del 94% o majormés gran, que els resultats de l'experiment PVLAS eren incorrectes i no provaven l'existència de l'axió.<ref name="rizzo_1"/> Els experiments duts a termeendegats el 2007 i els anteriors al 2006 no estaven d'acord amb els resultats obtinguts pel PVLAS.<ref>Andriamonje,S., et al. (CAST Collaboration), Journal of Cosmological Astroparticle Physics 4, 10 (2007); Duffy, L. D, et al., Physical Review D, vol 74, 110406 (2006)</ref><ref name="rizzo_1"/>
 
L'experiment realitzatfet per l'equip de Rizzo difereix del mètode seguit pels investigadors italians en el fet que al final de la cambra de buit s'hi trobavahavia una planxa d'alumini<ref name="rizzo_1"/> per a evitar que els fotons d'un [[làser]] adjacent passessin a través de la planxa, mentre que els axions passarien simplementsense problema i es convertirien en fotons,<ref name="rizzo_1"/> i d'aquesta manera es podria observar la petita proporció de partícules que suposadament ess'hi convertirien: convertirien—finsfins a {{val|4|e=22}} fotons.<ref name="rizzo_1"/>
 
Amb l'ús de mesuraments òptics i raigs de llum, l'equip mostrà, a través de la il·lustració de la corba d'exclusió comparada amb l'experiment PVLAS i una altra de conduïda pel BFRT,<ref name="rizzo_1"/> que els axions havien estat eliminats, tot i que encara era una hipòtesi vàlida;<ref name="rizzo_1"/> l'experiment era un pas important en la recerca de la partícula.<ref name="rizzo_1"/>
 
El 2006, [[PVLAS]] publicà un article,<ref name="zavattini_1">{{ref-publicació|doi=10.1103/PhysRevLett.96.110406|pmid=16605804 |títol=Experimental Observation of Optical Rotation Generated in Vacuum by a Magnetic Field | any=2006|cognom1=Zavattini|nom1=E.|cognom2=Zavattini|nom2=G.|cognom3=Ruoso|nom3=G.|cognom4=Polacco|nom4=E.|cognom5=Milotti|nom5=E.|cognom6=Karuza|nom6=M.|cognom7=Gastaldi|nom7=U.|cognom8=Di Domenico|nom8=G.|cognom9=Della Valle|nom9=F.|cognom10=Cimino |nom10=R. |cognom11=Carusotto |nom11=S. |cognom12=Cantatore |nom12=G. |cognom13=Bregant |nom13=M. |publicació=Physical Review Letters|volum=96|exemplar=11|pàgines=110406 |arxiv=hep-ex/0507107|bibcode=2006PhRvL..96k0406Z}}</ref> onen què s'explicaven els avençosavanços en els seus sistemes de mesures per tal d'incrementar la precisió dels seus resultats amben respecterelació als obtinguts l'any anterior,<ref name="zavattini_1"/> usant camps de 2,3 i 5,5 [[tesla (unitat)|T]]<ref name="zavattini_1"/> i longitud d'ona de 1064 [[nanòmetre|nm]].<ref name="zavattini_1"/> Amb aquest increment de la precisió, el PVLAS afirma que s'ha desestimat la interpretació de la partícula d'axió<ref name="zavattini_1"/> a causa de l'absència d'un senyal de rotació en els nivells de {{val|1.2|e=-8|u=rad}}×{{val|5.5|u=T}} i {{val|1.0|e=-8|u=rad}}×{{val|2.3|u=T}} amb {{val|45000}} passos.<ref name="zavattini_1"/>
 
== Referències ==
3.088

modificacions