S reálnou existencí částic zvaných axiony to nevypadá vůbec růžově. Nadšení z loňského experimentu PVLAS vystřídalo vystřízlivění. Axiony to mají zase o něco těžší: fyzici kolem projektu PVLAS nedokázali zopakovat loňské výsledky; malinkou rotaci v polarizaci laserového světla, kterou loni naměřili, přisuzují spíše specifickému nastavení experimentu ― čili efektům v přístrojích. A proti axionům hovoří i další výsledky.

Axiony jsou hypotetické částice, které se do fyziky dostaly v sedmdesátých letech minulého století. Jejich existence byla postulována proto, aby se objasnil rozpor mezi experimentálními výsledky a teoretickými předpověďmi ohledně silné jaderné síly (přesněji řečeno, šlo o problémy s kvantovou chromodynamikou). Axiony se přes velkou snahu fyziků nikdy nepodařilo pozorovat ― už jen proto loňské zprávy z experimentu PVLAS vnesly mezi zainteresované vědce nemalé vzrušení.

V tu dobu se němečtí fyzici z laboratoře DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) rozhodli jít ve stopách fyziků z projektu PVLAS a axion dále nahánět. Měl jim k tomu sloužit elektronový laser FLASH. Víra v úspěch byla očividně velká, neboť už tehdy, loni v září, slibovali, že hned na jaře 2007 již objevené axiony podrobí dalším testům. O tomto experimentu a o souvislosti axionů se skrytou hmotou vesmíru jsem loni psal v příspěvku Vědci se pokusí odhalit skrytou hmotu vesmíru.

Aparatury projektu PVLAS: místo, kde nyní pohasly naděje axionu. Objeví se jinde? (Kredit: tým PVLAS)

Výsledky z DESY neznám, ale pochybuji o tom, že by byly jakkoliv povzbudivé; fyzikální svět by o tom věděl a články o objevu axionu by jistě zaplnily nejeden fyzikální web. Ale zpět k projektu PVLAS. Loni v březnu fyzici vakuem, ve kterém bylo silné magnetické pole (5,5 T), poslali paprsek laseru. Pozorovali, že rovina polarizace světla se mírně stočila. Často se v populárních článcích hovořilo o „stočení světla“, což ale vzhledem k tehdejším hlavním výsledkům je prominutelné a pochopitelné zjednodušení. Fyzici si stočení vysvětlovali tím, že díky interakcím fotonů (částic světla) s vakuem zaplněným silným magnetickým polem se část fotonů přeměnila v axiony (nebo obecněji pseudoskalární částice). Fyzici ovšem před nedávnem experiment zopakovali se slabším polem (2,3 T), ale nic nedostali ― došli tak k závěru, že loňské výsledky byly odrazem efektů souvisejících s aparaturou a závisejících právě na indukci magnetického pole. Pro leckterého fyzika se výsledky dají okomentovat slovíčkem „bohužel“.

Problémy na všech frontách

PVLAS ale nepředstavuje jediný problém pro axiony. Pomineme-li experimenty v laboratoři DESY, o kterých se poněkud mlčí, máme další projekt, po jehož výsledcích fyzikům zůstaly prázdné ruce.

Nulové výsledky totiž získali i vědci kolem experimentu CAST, který proběhl v CERNu. Tam se fyzici snažili zpozorovat přeměnu slunečních fotonů v axiony pomocí 10metrového magnetu. Nic se nenašlo ani při velikosti indukce použité odborníky z PVLAS.

O křečovitosti na tomto poli výzkumu hovoří snaha dvou amerických fyziků: Rabi Mohapatra z Marylandské univerzity a Salah Nasri z Floridské univerzity ve Spojených státech letos na jaře publikovali teoretickou práci, jež měla objasnit, proč původní experiment PVLAS a CAST podaly rozdílné výsledky. Chtěli to vysvětlit rozdílnými podmínkami, za kterých oba experimenty běžely. O tom jsem psal v příspěvku Nová částice řeší problémy s axionem. Z nadpisu onoho článku jde vidět, co jejich hypotéza požaduje; ano, další částici, kterou ještě nikdo nikdy neviděl. Popravdě řečeno, mohu-li být tedy upřímný, už mi tyto události kolem axionu přijdou až přespříliš vyumělkované. Oba fyzici tak nyní na svou "novou částici" mohou zapomenout, když PVLAS podal stejné výsledky jako CAST.

Nicméně na axion se pořádají hony a pořádat budou. Pomineme-li připravované experimenty v urychlovačích LHC a ILC (jež teprve přijdou), překvapit nás může pozorování gama paprsků ze vzdáleného kvasaru. V říjnu totiž záření z kvasaru 3C 279 projde magnetickým polem Slunce. Pokud dojde k přeměně části fotonů na axiony, fyzici by to mohli zpozorovat.

Asi každému je jasné, že šance, že se v říjnu axion objeví, je vzhledem k výše zmíněným skutečnostem velice malá. Jak to bude v nitru urychlovače LHC, to se uvidí až později.