Detekce axionů pomocí laserových experimentů (GA ČR)

Základní informace

Projekt přispívá k výzkumu kvantových vlastností vakua v silném magnetickém poli pomocí v projektu vyvíjených optických metod. Tento grantový projekt navazuje na naši dlouhodobou spolupráci na projektu OSQAR v CERN (Švýcarsko), jehož cílem je odhalit možné nesrovnalosti mezi predikcemi Standardního fyzikálního modelu a skutečností. Naše práce se týká měření dvou konkrétních fyzikálních jevů. Prvním je měření dvojlomu, vyvolaném ve vakuu silným magnetickým polem. Jev předpokládá změnu lineárně polarizovaného záření na eliptickou polarizaci po průchodu silným magnetickým polem v důsledku ve vakuu vznikajících párů virtuálních částic a antičástic. Druhá experimentální metoda spočívá v měření průchodu světla bariérou. Fotony se mohou v magnetickém poli přeměnit na slabě interagující axiony, které bariérou projdou a v následujícím poli se zase přemění na detekovatelné fotony.
Mezinárodní projekt využívá v současnosti bezkonkurenčně nejlepší dostupné magnety, které jsou použity při konstrukci urychlovače LHC v CERN. Naše účast v rámci tohoto grantového projektu spočívá ve vývoji optických kavit pro oba experimenty, kterými by bylo možné zmnohonásobit průchod laserového svazku magnetem a tím zvýšit pravděpodobnost detekce obou jevů. V laboratoři máme postaven model 1 m dlouhého laserového rezonátoru pro studium vlivů justáže a zpětnovazebného řízení na stabilitu rezonátoru. Na jeho základě jsme vyvinuli 20 metrový laserový rezonátor umístěný přímo na LHC magnetech v CERNu.