Analiza celor mai recente date obținute la LHC după repornirea sa, nu a permis din nou fizicienilor să găsească urme de monopole magnetice - particule ipotetice cu un singur pol pozitiv sau negativ, potrivit unui articol publicat în biblioteca electronică arXiv.org.
„În ciuda faptului că nu am găsit monopoluri, am reușit să oferim estimări noi, cele mai fiabile ale masei sale minime și a rezistenței câmpului magnetic. Există și alte estimări ale acestor parametri, dar au fost realizate pe baza diferitelor tipuri de presupuneri, nu de date experimentale”, a spus Arrtu Rajantie de la Imperial College London (Marea Britanie).
Monopolele magnetice sunt particule ipotetice cu un singur pol magnetic, a cărui existență posibilă a fost anunțată pentru prima dată de fizicianul englez Paul Dirac în 1931. Dacă oamenii de știință reușesc să le găsească în natură sau să le creeze în laborator, atunci această descoperire va confirma fără echivoc presupunerea că sarcinile electrice ale tuturor particulelor sunt cantități discrete, pe care se bazează aproape toate teoriile fizice moderne.
Fizicienii nu au reușit încă să facă acest lucru dintr-un singur motiv - masa monopolei, așa cum cred teoreticienii astăzi, este foarte mare. Este cel puțin o treime din masa unui proton și este cel mai probabil comparabil cu masa quark-T, cea mai grea particulă elementară până în prezent. Acceleratoarele de particule moderne au început recent să atingă acest nivel, motiv pentru care căutările anterioare ale monopolelor sub forma în care Dirac și-au imaginat că sunt imposibile în practică.
De exemplu, LHC a început să caute monopoluri abia în 2011, când a fost instalat un detector MoEDAL în inelul său, conceput să observe urmele acestor particule supraeficiente. Este un set de ecrane metalice și câteva sute de semifabricate din aluminiu instalate între ele și interacționând cu particule zburătoare.
După cum a fost conceput de creatorii MoEDAL, unele dintre monopole se vor „bloca” în interiorul acestor tije, astfel încât acestea să poată fi detectate folosind senzori de câmp magnetic suprasensibili bazat pe supraconductori.
Ultimele trei încercări de a găsi monopole folosind astfel de capcane - în 2012, 2013 și 2015 - au eșuat. În ciuda sensibilității crescute a detectoarelor și a dublării puterii LHC în sine, fizicienii nu au reușit să găsească urme de particule magnetice unipolare, care au redus brusc câmpul posibilelor căutări ale acestora.
Rezultate similare, potrivit lui James Pinfold, lider de proiect la Universitatea Alberta din Edmonton, Canada, au fost obținute prin analizarea unui set de date complet pentru întregul al doilea ciclu al LHC, în timpul căruia MoEDAL a acumulat de șase ori mai multe informații decât pentru toată perioada anterioară.
Video promotional:
Potrivit oamenilor de știință, inițial au fost capabili să detecteze aproximativ patru duzini de urme potențiale de monopole, dar testarea a arătat că toate au fost cauzate de eșecuri și erori în funcționarea senzorilor de câmp magnetic supraconductor și nu de particule reale elementare.
Astfel de rezultate de măsurare, după cum observă Pinfold, indică faptul că masa minimă a unui monopol este de aproximativ 400 de miliarde de electroni volți, ceea ce este de aproximativ 400 de ori masa unui proton și de trei ori masa unui quark T. Grupul lui Rajanti a ajuns la concluzii similare, analizând datele dintr-o altă parte a LHC - acceleratorul SPS, în care, după cum credeau oamenii de știință, monopolele individuale pot fi combinate în perechi.
Astfel de particule grele, potrivit fizicienilor, vor fi extrem de dificil de căutat la LHC și chiar la succesorul său, colizorul liniar ILC, observând continuu coliziunile nucleilor și protonilor timp de mai mulți ani. Din acest motiv, misterul discretitudinii încărcărilor electrice poate rămâne nesoluționat timp de câteva decenii, concluzionează oamenii de știință.
