Gli assioni sono quelle particelle la cui ipotetica esistenza è stata teorizzata nel 1977 da Roberto Peccei e Helen Quinn, nella loro teoria – nota appunto come teoria di Peccei-Quinn – sviluppata per spiegare il mancato riscontro sperimentale della violazione della simmetria CP prevista dalla cromodinamica quantistica.
L’argomento è stato ampiamente dibattuto in quanto l’esistenza di queste particelle avrebbe potuto essere una possibile spiegazione per quella della cosiddetta materia oscura. Per fare un’affermazione che avesse solide basi i ricercatori hanno cercato di misurare l’interazione tra assioni e fotoni. Un team internazionale di scienziati del progetto CERN Axion Solar Telescope (CAST), tra cui Horst Fischer dell’Istituto di Fisica dell’Università di Friburgo, hanno fissato limiti rigorosi alla probabilità che gli assioni si trasformino in fotoni. I risultati sono stati pubblicati nell’ultimo numero di Nature Physics.
Nei tentativi di dimostrare l’esistenza degli assioni, cominciati nel 2003, il team di ricercatori ha puntato il telescopio CAST ogni mattina e ogni sera in direzione del Sole per circa 90 minuti ad ogni osservazione. Il telescopio ha un magnete originariamente costruito per il Large Hidron Collider. In base alla teoria il Sole sarebbe il luogo di formazione degli assioni che, catturati dal magnete del telescopio dovrebbero trasformarsi in fotoni. I ricercatori sarebbero poi stati in grado di misurali con sensori altamente sensibili.
Solo dopo aver stabilito che gli assioni si trasformano in fotoni i ricercatori avrebbero potuto stabilire la proporzione di particelle nella materia oscura. Nell’articolo pubblicato su Nature Physics, basato su osservazioni effettuate tra il 2012 e il 2015, i ricercatori dicono di non aver trovato prove della presenza di assioni. Sulla base di questi risultati il team ha fissato limiti più stringenti riguardo l’intensità dell’interazione tra assioni e fotoni. Questi risultati hanno delle importanti ricadute sulla nostra comprensione di varie anomalie astrofisiche, come il diffondersi di raggi gamma altamente energetici nell’universo o la dissipazione del calore stellare. Ora l’esperimento è in una fase di riprogettazione per cercare nel futuro traccia degli assioni eventualmente residui dall’epoca del big bang o particelle di materia oscura.
Servizio di Francesca Aloisio
Crediti video Cern/Cast
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