Aksjony, cząstki zaproponowane jako możliwe rozwiązanie problemów w Modelu Standardowym fizyki cząstek, mogą być kluczem do zrozumienia ciemnej materii. Nazwa "aksjon" wywodzi się od popularnej marki środka czyszczącego, co podkreślały ich twórcy, mając nadzieję 'oczyścić' fizykę z teoretycznych niezgodności dotyczących neutronów. Choć od ich propozycji minęło już sporo czasu, do tej pory nie udało się ich bezpośrednio wykryć.

Gwiazdy neutronowe, czyli jedne z najgęstszych obiektów we wszechświecie, są pozostałościami po wybuchach supernowych. Według najnowszych badań, wokół tych niezwykłych ciał niebieskich mogą formować się tzw. chmury aksjonowe. Naukowcy suguruą, że aksjony wytwarzane w gwiazdach neutronowych mogą przekształcać się w fotony i opuszczać gwiazdę, jednak większość z nich zostaje uwięziona przez potężne pole grawitacyjne, tworząc wspomniane chmury aksjonowe.

Zespół badaczy z uniwersytetów w Amsterdamie, Princeton i Oxfordzie w artykule opublikowanym w "Physical Review X" wskazuje, że magnetary — gwiazdy neutronowe o szczególnie silnych polach magnetycznych — mogą stanowić idealne miejsce do konwersji aksjonów w światło. W ich wyjątkowych warunkach aksjony mogą przekształcać się w fale elektromagnetyczne, które teoretycznie można by było zaobserwować za pomocą kosmicznych teleskopów.

Jak można zatem zbadać aksjony? Detekcja tych cząstek nie jest prosta. Zwykłe „odbicie” światła od aksjonów jest zjawiskiem niezwykle rzadkim. Zdecydowanie bardziej prawdopodobne jest ich wykrycie poprzez efekt Primakoffa, który umożliwia przekształcanie aksjonów w światło w obecności silnego pola magnetycznego. Dlatego magnetary są tak ciekawym obiektem badań dla fizyków.

Fale elektromagnetyczne powstające z konwersji aksjonów mogą mieć różne długości, od ułamków cala do ponad kilometra. Niestety, ziemska jonosfera skutecznie blokuje obserwacje bardzo długich fal radiowych, co sprawia, że teleskopy kosmiczne pozostają jedyną nadzieją na uchwycenie śladów aksjonów.

Obecnie dostępne teleskopy, takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, koncentrują się przede wszystkim na obserwacjach w podczerwieni, co rodzi potrzebę dedykowanych obserwatoriów radiowych. Jednym z najbardziej obiecujących projektów jest Lunar Crater Radio Telescope, który ma zostać umieszczony na ciemnej stronie Księżyca. Taki krok mógłby zapewnić idealne warunki do detekcji fal powstałych w wyniku konwersji aksjonów. Naukowcy są zgodni, że te fale mogą być jednym z kluczowych elementów tzw. nowej fizyki, która zrewolucjonizuje nasze zrozumienie wszechświata!

Czy wkrótce odkryjemy tajemnice ciemnej materii? Świat nauki z niecierpliwością czeka na nowe wieści!