CERNアクシオン太陽望遠鏡によるアクシオン（暗黒物質の候補となる可能性のある粒子）の探索は、成果を上げていない。しかし、科学者たちは諦めることなく、この捉えどころのない粒子を発見する確率を計算する新たな限界値を設定し続けている。
アクシオン粒子は恒星から放出されると考えられています。太陽光はCERNアクシオン望遠鏡（CAST）を通して、夕暮れから夜明けにかけて毎日90分間フィルタリングされ、元々は大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で使用されていた磁石に照射されます。
強力な磁場によってアクシオンがX線光子に変換され、X線検出器で測定できるという考え方だ。
CASTの仕組みを示す模式図。2本の破線は磁石内のパイプを示しており、ここでアクシオンが光子に変換される（画像提供：CAST共同研究およびNature Physics）
CASTは、アクシオンの探索範囲を絞り込むための新たな物理的制約に対応するため、繰り返し更新されてきました。2013年から2015年にかけてのCAST実行で得られたデータを精査した後、CAST共同研究に携わる国際的な物理学者グループが、投稿を再び移動しました。
彼らはアクシオンと光子の「結合強度」を95%の信頼度で再計算しました。これはアクシオンと光子の相互作用の強さ、つまりアクシオンが光子に変化する確率を測る指標です。
パブで友達を数字で感心させたいなら、今月Nature Physicsに掲載された論文によると、結合強度は1ギガ電子ボルト（GeV -1 ）あたり0.66 x 10 -10で、非常に弱い相互作用だという。
昨年、別の研究で、アクシオン粒子の質量は電子の最大100億分の1と推定されました。科学者たちは、宇宙の1立方センチメートルあたりに平均約1000万個の超軽量粒子が存在すると推定しています。しかし、質量が小さく相互作用の強さが低いため、発見は特に困難です。
宇宙の質量エネルギーの4分の3以上は暗黒物質です。この謎の物質が何からできているかを解明すれば、銀河がどのように結合しているのか、どのように衝突するのか、宇宙マイクロ波背景放射の不整合など、多くの未解決の問題を解明できる可能性があります。
アクシオンはダークマターの候補として唯一の存在ではありません。大型地下キセノンダークマター実験（LUX）など、他のいくつかの観測所では、弱い相互作用をする巨大粒子（WIMP）の探索が行われています。昨年、LUXの研究者たちは、WIMPもダークマターを発見できなかったと発表しました。®
