Pohánějí rozpínání vesmíru chameleoni? Kredit: Tom Junek / Wikimedia Commons.

Vědci před časem zjistili, že se vesmír rozpíná, a co hůř, že se rozpíná stále rychleji. Stále ale není jasné, co toto zrychlování vesmíru vlastně pohání. Nejpopulárnějším vysvětlením je temná energie a fyzici celého světa ji usilovně hledají. Na pátrání po temné hmotě se možná poněkud překvapivě podílejí i odborníci CERNu, tedy sídla nejdražšího experimentu na Zemi, Velkého hadronového srážeče LHC. Jde o tým experimentu KWISP, který se zabývá velmi exotickou činností – lovem solárních chameleonů. To jsou hypotetické částice původem ze Slunce, které by mohly být podstatou temné hmoty.

Experiment CERN Axion Solar Telescope. Kredit: CERN.

Tak jako jejich roztomile vykulení jmenovci, se i solární chameleoni mají měnit podle okolního prostředí. V oblastech s vysokou hustotou hmoty, jako je například Země, by jejich hmotnost měla být velká a měli by zprostředkovávat sílu jen na krátkou vzdálenost. Naopak v místech s nízkou hustotou prostředí, jako je meziplanetární prostor by zase solární chameleoni měli mít extrémně nízkou hmotnost a zprostředkovávat sílu na velkou vzdálenost. Tyto vlastnosti chameleony předurčují k tomu, aby byli zajímavými kandidáty na temnou energii, a zároveň také k tomu, aby byli na Zemi velmi obtížně odhalitelní.

Ulovit solární chamelony je těžké, ale nikoliv nemožné, pokud samozřejmě existují. Snaží se o to unikátní detektor KWISP, který je součástí experimentu CERN Axion Solar Telescope (CAST), helioskopu zaměřeného na pátrání po dalších hypotetických částicích, axionech, což jsou zase kandidáti na temnou hmotu.

Jsou tam někde chameleoni? Kredit: NASA & ESA.

Detektor KWISP se snaží detekovat sílu, kterou by na tenkou membránu v experimentu působil proud solárních chameleonů, letících od Slunce. Pokud tito chameleoni existují, tak by mohli pohnout membránou, i když o méně, než kolik činí velikost protonu. Takový pohyb membrány by zase měla zachytit speciální optická soustava s laserem, která je napojená na dotyčnou membránu.

Tým experimentu KWISP právě publikoval své první výsledky lovu na solární chameleony. Pocházejí z pozorování experimentu CAST, která se uskutečnila v červenci 2017 po dobu 90 minut. Helioskop CAST v té době sledoval Slunce při jeho pohybu po obloze. Pozorování byla součástí 10-denního programu testů detektoru KWISP.

Protože se svět stále točí a fyzika se celá nepřevrátila vzhůru nohama, tak je nejspíš čtenáři jasné, že tým experimentu KWISP, bohužel, žádné solární chameleony neulovil. Temná energie zůstává stále temnou. Unikátní pozorování Slunce detektorem KWISP ale rozhodně nebyla zbytečná. Potvrdila, že KWISP funguje a vědcům se rovněž povedlo stanovit horní limit síly, kterou by mohli solární chameleoni působit na membránu v experimentu KWISP. Jde o přibližně 44 pikonewtonů, což je síla, jakou by na membránu tlačila jedna položená lidská buňka. Nicméně, přízračný lov na temnou energie pokračuje neztenčenou intenzitou.

Video:  CAST helioscope solar tracking for axion and chameleon searches


Literatura
CERN 3. 7. 2019, arXiv:1906.01084.