Aksjon

Z Wikipedii

Aksjon - hipotetyczna cząstka subatomowa zaliczana do ciemnej materii (w niektórych źródłach nawet do WIMPów).

Aksjony byłyby pozostałością po Wielkim Wybuchu. Ich istnienie zaproponowano, żeby uzupełnić teorię silnych oddziaływań, która bez aksjonów nie sprawdziłaby się. Chodzi tutaj o łamanie symetrii CP - przewagi materii nad antymaterią. Aksjony tłumaczą też brak momentu dipolowego neutronu. Nie mają ładunku elektrycznego ani spinu.

Obecne przewidywania teoretyczne ustaliły, że masa aksjonu mieści się w przedziale 10^-3-10^-2 eV/c².

Aksjony pochodzące z gwiazd są ciekawe, ponieważ mogą przyspieszać "starzenie się" tych ciał niebieskich, odprowadzając z nich energię. Należy pamiętać, że foton powstający w środku gwiazdy potrzebuje około miliona lat (dla fotonu z naszego Słońca) na wydostanie się z jej wnętrza wraz z energią, którą został obdarzony. Dzieje się tak, ponieważ cały czas zderza się z materią gwiazdy (w takich gęstościach fotony nie są cząstkami wolnymi, w przeciwieństwie do neutrin i aksjonów).

Do tej pory nie zaobserwowano przyspieszonej ewolucji gwiazd, która mogłaby być spowodowana przez aksjony. Także obserwacje wybuchu supernowej SN 1987A nie zasugerowały silnego wpływu tych cząstek na starzenie się gwiazd. Stąd tak niska górna granica masy aksjonów. Im bowiem masywniejsze, tym silniej oddziałują z otoczeniem i większy na to otoczenie mają wpływ.

Dolna granica z kolei została wyznaczona przez ich znaczenie kosmologiczne. Gdyby aksjony miały masę mniejszą od jednego milielektronowolta to nie miałyby znaczącego wpływu na średnią gęstość Wszechświata.

Masa aksjonów zależy także od ich źródła. We wczesnym wszechświecie powstawałyby aksjony małomasywne, natomiast w gwiazdach mogą powstawać aksjony bardziej masywne.

Aksjony, jak każde inne cząstki obdarzone masą, mogą oddziaływać grawitacyjnie. Zgodnie z przewidywaniami teoretycznymi, aksjony złapane w halo galaktycznym mają średnią gęstość w przestrzeni 5*10^-25 g/cm³. Stąd ich średnia ilość powinna wynosić około 10¹³ aksjonów na cm³.

Tak jak neutrina, aksjony nie mogą być obserwowane bezpośrednio. Jeżeli cząstki te istnieją, będzie można je zaobserwować dzięki specjalnemu zjawisku, mianowicie efektowi Primakoffa.