Teilchenkolloquium: The solar axion quest

Abstrakt:
Die Natur der dunklen Materie im Universum bleibt eine offene Frage in der Astrophysik und Kosmologie. Axionen und axionähnliche Teilchen (ALPs) bieten eine überzeugende Lösung, obwohl bodengestützte Experimente diese hypothetischen massearmen Teilchen, von denen man annimmt, dass sie in großen Mengen in den starken elektromagnetischen Feldern innerhalb von Sternen erzeugt werden, noch nicht nachgewiesen haben. In diesem Vortrag wird die Suche nach Axionen aus einem neuen Blickwinkel betrachtet, einschließlich eines historischen Überblicks über die Helioskoptechniken, die in SUMICO, CAST und dem zukünftigen IAXO verwendet werden.
Es werden auch neue Ansätze für die Suche nach Axionen vorgestellt, wobei hervorgehoben wird, dass Axionen/ALPs einzigartige Signaturen in den Emissionsspektren unserer Sonne liefern könnten, die auf ihre Umwandlung im Magnetfeld der Sonnenatmosphäre und nicht in einem Labormagnetfeld zurückzuführen sind. Der Vortrag befasst sich mit der Suche nach Radio-Sonnen-Axionen und speziellen Sonnenbeobachtungen durch Raumfahrzeuge auf der Suche nach diesen schwer fassbaren Teilchen.
Daten, die mit dem Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) während der Sonnenbeobachtungen im Jahr 2020 gewonnen wurden, ermöglichen es uns, strenge Grenzen für die Kopplung von Axionen an Photonen zu setzen, indem wir validierte Magnetfeldmodelle der Sonnenatmosphäre anwenden. Wir berichten über bahnbrechende Grenzwerte für die Axion-Photon-Kopplungsstärke gag < 7x10-12 GeV-1 bei 95% C.L. für Axionmassen ma < 5x10-7 eV, die die derzeitigen bodengestützten Grenzwerte übertreffen und unerforschte Regionen des Axion-Photon-Kopplungsparameterraums untersuchen.

Weitere Informationen sind in dem zugehörigen Indico-Eintrag zu finden.

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