CAST – CERN Solar Axion Telescope

Un téléscope pour de nouvelles particules

CAST (Télescope pour les axions solaires du CERN) est une expérience en quête de particules hypothétiques, les « axions ». Des théoriciens ont suggéré leur existence qui permettrait d'expliquer la subtile différence observée entre matière et antimatière au cours de processus faisant intervenir la force faible. Si les axions existent, on pourrait peut-être en trouver au centre du Soleil. Ces particules pourraient également faire partie de la matière sombre, invisible.

CAST recherche ces particules à l’aide d’un télescope spécialement conçu pour observer le Soleil. Il prend la forme d’un montage insolite de divers équipements provenant de la physique des particules et de l'astronomie. Le télescope est constitué d'un prototype d'aimant dipolaire développé pour le Grand collisionneur de hadrons (LHC), ses tubes à vide creux étant exploités comme tubes de visualisation. Pour que l'aimant puisse fonctionner à l’état supraconducteur, il est alimenté par une infrastructure cryogénique qui avait été utilisée auparavant pour l'expérience DELPHI au LEP (Grand collisionneur électron-positon). Un système de miroirs focalisant pour rayons X (récupéré du programme spatial allemand), un détecteur de rayons X à chaque extrémité et une plateforme mobile apportent la touche finale pour transformer l'aimant en télescope.

L'idée est que le champ magnétique agisse comme un catalyseur pour transformer les axions en rayons X, ce qui facilite leur détection. L'efficacité du système tient largement à l'intensité de l'aimant dipolaire supraconducteur et à sa longueur. CAST associe des techniques utilisées en physique des particules à d'autres issues de l'astronomie, tout en bénéficiant connaissances spécialisées du CERN dans les domaines des accélérateurs, de la détection des rayons X, des aimants et de la cryogénie.