Les axions sont des particules qui permettent de résoudre le problème de CP fort d’ajustement fin de la chromodynamique quantique qui, en toute généralité, ne devrait pas respecter la symétrie CP. Produits de façon non thermique dans l’univers primordial, ils sont d’excellents candidats à la matière noire (DM) froide, malgré des masses attendues de l’ordre du µeV. Les axions se couplent au champ électromagnétique classique par un vertex effectif à deux photons. En présence d’un champ magnétique, un mélange axion/photon est donc attendu.
Dans les expériences d’identification directe, la stratégie consiste à générer une conversion de la DM présente sous forme d’axions dans le laboratoire par la mise en place d’un champ magnétique intense. En 2020, Le groupe du DPhP a obtenu un financement de l’ERC pour le projet G-LEAD. Dans ce cadre, deux expériences sont en cours de construction au CEA Saclay, qui partagent un cryostat et un même système de détection communs. Ce dernier est un radiomètre opérant entre 10 GHz et 40 GHz, visant à détecter une augmentation de la puissance en raison d’un signal qui serait émis par la partie aimantée située en regard. Le cryostat est une enceinte cylindrique de 5 m de long et 2 m de diamètre et permet de refroidir l’expérience autour de 4 K pour minimiser le bruit de fond thermique.
La première expérience, DAWA (Dark Axion Wideband Approach) utilise un ensemble d’aimants permanents, avec une configuration spatiale particulière brevetée. La seconde expérience, Super-DAWA mettra en place des bobinages de supraconducteurs à haute température critique. L’originalité de l’approche réside dans l’approche large bande, là où la majorité des expériences concurrentes utilisent des systèmes résonants. L’utilisation d’émetteurs magnétiques modulaires, contrairement à celle d’un unique et imposant aimant, est également une particularité du projet.
Le groupe comprend des équipes du DPhP, DEDIP, DACM et DIS, encadre deux doctorants et accueille chaque année plusieurs stagiaires de L3, M1, M2.
Contact : Pierre Brun
Faits Marquants
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