✨Zur #Weihnachtszeit denken wir oft an #Wunder und an das Unsichtbare🪄, das unsere Welt verbindet. Wusstet ihr, dass Wissenschaftler nach einem unsichtbaren Wunder suchen - allerdings, im #Universum?🌌 #Axionen, die vielversprechenden Kandidaten für Dunkle Materie (DM)🖤, ultra-leichte Teilchen mit Massen um 10⁻²² eV und Wellenlängen von etwa einem Kiloparsec (∼ 3x10¹⁶ km).
Teilchen mit ähnlichen Eigenschaften wie Axionen werden als „axionähnliche Teilchen“ (ALPs) bezeichnet. 💡ALPs, zu denen auch ultra-leichte Axionen zählen, können die #Lichtpolarisation – also die Ausrichtung der #Lichtwellen – ändern. Während eines Praktikums bei uns suchte Sarah in niederfrequenten #LOFAR-Daten 📡 des Pulsars PSR J0332+5434 nach solchen Besonderheiten. Niedrige Frequenzen📉 sind ideal, da die Ionosphäre – Elektronenschicht in der Erdatmosphäre 🌍 – Störeffekte verursacht, die sich in niederfrequenten LOFAR-Daten durch Kalibrierung entfernen lassen.
Theorien zufolge entstehen Axionen in starken Magnetfeldern, etwa in #Sternkernen, wo sie entweichen können weil sie sehr schwach mit normaler Materie interagieren. Genau wie die DM 🖤
Ähnlich verhält es sich mit den Pulsaren, welche übrigens extrem starkes statisches Magnetfeld haben. Wenn die kosmischen ALPs in ein starkes #Magnetfeld eintreten, können sie in Photonen – also Licht 🌟 - umgewandelt und damit nachweisbar werden, falls es ultra-leichten Axionen gibt.
Aktuell gibt es drei Methoden zur Suche nach ALPs:
1️⃣ Helioskope für solare ALPs (z.B. IAXO 🖥️ 1)☀️,
2️⃣ Haloskope zur Suche im galaktischen Halo 🌌 (z.B. Beobachtung von Radiopulsaren, 🖥️ 2) und
3️⃣ Die Erzeugung von ALPs im Labor 🔬 (z.B. ALPS II, @DESY 🖥️ 3).
© S.Pappert, E.Moerova | MPIfR