Axionen ar en hypotetisk elementarpartikel med spinn noll, det vill saga den ar en boson . Den infordes teoretiskt for att forklara varfor den starka vaxelverkan , beskriven av kvantkromodynamiken , till synes inte bryter mot CP-symmetrin ? det sa kallade starka CP-problemet.

Bakgrund [ redigera | redigera wikitext ]

Det matematiska ramverket kring stark vaxelverkan, kvantkromodynamiken, utvecklades pa 1960-talet. Ekvationerna innehaller en term som innebar att stark vaxelverkan bryter mot CP-symmetrin, nagot man aldrig sett i naturen eller i experiment. Helen Quinn och Roberto Peccei foreslog 1977 ett tillagg till kvantkromodynamiken. De introducerade ett annat symmetribrott som vid mycket hog energi skulle annullera termen som innebar CP-symmetribrott. 1978 papekade Steven Weinberg och Frank Wilczek oberoende av varandra att Quinns och Pecceis tillagg ger upphov till en partikel som Wilczek kallade ”axion” efter namnet pa ett tvattmedel. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Beskrivning [ redigera | redigera wikitext ]

Den hypotetiska partikeln axion har egenskaper som liknar π ⁰ -mesonens . Den ar en boson med spinn noll och kan liksom π ⁰ -mesonen sonderfalla i tva fotoner . Vid narvaro av magnetfalt kan axionen sonderfalla till endast en foton. Dess massa och halveringstid ar dock mycket annorlunda. Massan antas vara 10 ^-6 < m _a < 10 ^-3 eV/c ² , en brakdel av π ⁰ -mesonens 135 x MeV/c ² . Om axioner existerar ar det troligt att det finns flera sorter med olika massor ^{[ 3 ]} . Medellivslangden antas vara mycket langre an universums alder. Axionen kan vaxelverka med andra axioner liksom med andra partiklar, men styrkan av vaxelverkan ar mycket svag. ^{[ 1 ]}

Axioner antas kunna bildas i narvaro av starka magnetfalt exempelvis i stjarnor, inte minst neutronstjarnor och magnetarer ^{[ 4 ]} . Man har letat efter axioner bade i experiment pa jorden och genom att observera varldsrymden. I USA finns sedan 1995 Axion Dark Matter Experiment, ADMX, och i Europa sedan 2003 CERN Axion Solar Telescope (CAST). CERN planerar ocksa ett nytt observatorium, International Axion Observatory (IAXO). De instrument man anvander soker efter kanda partiklar, exempelvis fotoner, som kan ha uppkommit nar axioner vaxelverkar. Axionens massa antas ligga nagonstans inom brett intervall, men detektorerna kan bara avsoka ett litet avsnitt i taget. ADMX har hittills kunnat utesluta en mindre del av intervallet. ^{[ 2 ]}

Mork materia [ redigera | redigera wikitext ]

Mork materia antas utgora cirka 85 % av all massa i universum. Det ar okant vad den morka materien bestar av men en hypotes ar axioner. Det skulle i sa fall innebara att otaliga mangder axioner genomkorsar jorden varje sekund och darmed skulle kunna detekteras. Enligt en teori framlagd av Pierre Sikivie skulle axioner ge upphov till ringlika halor kring galaxer i stallet for sfariska. Genom att studera formen av galaxhalor skulle man darmed kunna fa en indikation pa vad den morka materien bestar av. ^{[ 4 ]}

Obalans mellan mellan materia och antimateria [ redigera | redigera wikitext ]

Vid Big bang bor det enligt gangse teorier ha bildats lika mycket antimateria som materia. Den synliga massan idag bestar dock nastan uteslutande av materia. Eventuellt kan franvaron av antimateria forklaras som inverkan av axioner under universums allra forsta skede. ^{[ 2 ]}

Axionlika partiklar [ redigera | redigera wikitext ]

Strangteori foreslar ett antal olika partiklar med samma matematiska struktur som axionen fast med massor som ar avsevart mycket mindre. Aven dessa axionlika partiklar skulle kunna utgora hela eller delar av universums morka materia. ^{[ 4 ]}

Kallor [ redigera | redigera wikitext ]

Externa lankar [ redigera | redigera wikitext ]

• Wikimedia Commons har media som ror Axion .
  Bilder & media