CAST arrive au but… mais ne s’arrête pas pour autant !

Après huit ans de recherche, le télescope CAST (CERN Axion Solar Telescope), en quête d’une particule candidate à la matière noire qui serait émise par le Soleil, l’axion, a mené à bien son programme de physique initial.

 

Des membres de la collaboration CAST en juillet dernier avec l’hélioscope et son dipôle.

À l’aube et au crépuscule, CAST pointe vers le Soleil un aimant dipolaire prototype recyclé du LHC à la recherche de la transformation des axions en rayons X. Cet hélioscope à axions, le plus sensible du monde, comprend quatre détecteurs de rayons X, trois détecteurs Micromégas et une caméra à CCD-pn, associés à un télescope « focalisant » les rayons X, récupéré du programme spatial allemand (voir le CERN Courier d’avril 2010)

Au fil des ans, CAST a fonctionné en imposant diverses conditions dans l’entrefer des aimants (le lieu où se transforment les axions). Tout d’abord dans le vide, adapté à des masses d’axion égales ou inférieures à 20 meV/c2, ensuite avec un gaz tampon (4He, puis 3He) avec diverses densités, pour atteindre enfin l’objectif de 1,17 eV/c2 le 22 juillet. S’il n’a pas encore été possible de capter un signal direct d’axion solaire, l’expérience a établi la limite expérimentale la plus restrictive sur l’intensité du couplage axion-photon pour des masses propres comprenant la gamme d’intérêt aux plans théorique comme cosmologique du micro-eV/c2 à l’eV/c2. Parallèlement, la collaboration a acquis une expérience très précieuse dans le domaine des détecteurs à faible bruit de fond (< 10 keV) et des systèmes gazeux ultra-froids (environ 1,8 K).

Après les travaux de maintenance programmés, CAST reprendra l’acquisition de données en 2012 avec une sensibilité accrue pour les axions solaires (la matière noire chaude). La collaboration étendra aussi l’horizon de son exploration de la physique, pour partir en quête de paraphotons (le « secteur caché ») et de caméléons (énergie noire), tout en faisant le pari d’explorer la possibilité de rechercher des axions fossiles (de la matière noire froide) dans une gamme des masses propres – encore – inaccessible autour de 0,1 à 1 meV/c2.

par CERN Courier (september 2011 issue)