Результаты эксперимента PVLAS: дополнения и уточнения

Эксперимент PVLAS, который проводится в национальной лаборатории Леньяро (Legnaro National Laboratory, LNL), г. Падуя, Италия, был поставлен с целью обнаружения отклонения плоскости поляризации при прохождении пучка линейно поляризованного лазерного пучка через область с сильным магнитным полем. В результате у такого пучка должна появиться вместо линейной эллиптическая поляризация. Степень эллиптичности, по предположению ученых, чрезвычайно мала, и для наблюдения эффекта был использован вращающийся на специальной платформе сверхпроводящий магнит с полями до 6,6 Т, работающий при температуре около 4К, а также интерферометр Фабри-Перо, у которго оптический путь достигает 60 км.

Эксперименты проводили с 2000 г. по 2005 г., и в начале 2006 г. итальянские физики опубликовали статью, в которой были представлены результаты, ради которых и был поставлен эксперимент. Было заявлено об обнаружении вращения плоскости поляризации, которое составило около 4х10<-12> рад при одном прохождении пучка в интерферометре. Магнитное поле при этом было в среднем 5,5 Т.

Эксперимент вызвал многочисленные обсуждения в научной среде, поскольку масштаб эффекта оказался неожиданно большим, приблизительно в 10 тыс. раз превышающим тот, что могли бы дать квантовые флуктуации - возникающие виртуальные пары электронов и позитронов. Такой эффект можно объяснить существованием аксионов - гипотетических нейтральных псевдоскалярных элементарных частиц, постулированных в 1977 г. для сохранения CP-инвариантности в квантовой хромодинамике. Аксион должен распадаться на два фотона, его поиски ведут на ускорителе CERN, однако пока эксперименты не дали однозначного подтверждения существования этих частиц.

Аксионы - один из претендентов на роль "темной материи". Опыты итальянских физиков не ставили целью найти аксионы (этого и нельзя сделать с помощью таких оптических методов). Однако экспериментальные результаты привели к новым теоретическим обобщениям, и одной из таких работ стала публикация, о которой сегодня писал R&D.CNews. Автор работы опирался на результаты итальянских физиков, которые еще в конце июня выпустили препринт с описанием новых результатов эксперимента PVLAS.

Ученые признали, что предыдущие результаты были обусловлены экспериментальными артефактами, вызванными, в первую очередь, эффектом модуляции яркости лазерного луча паразитным магнитным полем, возникающим при вращении магнита. Когда удалось устранить все эти артефакты, эффект пропал, научной сенсации не состоялось (хотя, как оказывается, не все теоретики об этом знают). Тем не менее, итальянские физики намерены продолжить совершенствование своей экспериментальной методики и получить новые интересные результаты.