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:
Helioskope für solare ALPs (z.B. IAXO
1)
,
Haloskope zur Suche im galaktischen Halo
(z.B. Beobachtung von Radiopulsaren,
2) und
Die Erzeugung von ALPs im Labor
(z.B. ALPS II, @DESY
3).
© S.Pappert, E.Moerova | MPIfR