Магнитный монополь: физики приблизились вплотную к обнаружению неуловимой элементарной частицы
Физики в своем исследовании использовали выведенную из эксплуатации часть пучковой трубы Большого адронного коллайдера (БАК). Это максимально приблизило ученых к проверке существования гипотетической элементарной частицы под названием магнитный монополь. Исследование опубликовано в Physical Review Letters, пишет Interesting Engineering.
Магнитный монополь – это гипотетическая элементарная частица, которая, как предполагают физики должна существовать. Осталось только подтвердить эту гипотезу. Магнитный монополь представляет собой магнит, который имеет только один магнитный полюс. Но у всех известных магнитов всегда два плюса, то есть они являются диполями. Все элементарные частицы, которые известны физикам, имеющие электромагнитное поле, являются диполями.
По словам авторов исследования, вопрос о том, существует магнитный монополь или нет, пока остается одной из самых больших загадок в физике. Если получится подтвердить существование гипотетической частицы, то это станет революционным прорывом в физике элементарных частиц. Но пока что найти магнитный монополь не удалось.
Но ученые решили сосредоточить свое внимание на выведенной из эксплуатации части пучковой трубы БАК, которая была расположена в точке столкновения частиц для детектора Компактный мюонный соленоид. По словам физиков, эта труба выдержала излучение от миллиардов столкновений ионов сверхвысокой энергии.
Близость пучковой трубы к точке столкновения тяжелых ионов дает уникальную возможность исследовать монополи с беспрецедентно высокими магнитными зарядами, говорят физики. Они считают, что монополи не могут распадаться и будут захвачены материалом трубы, что позволяет их обнаружить с помощью специального устройства.
Ученые считают, что часть пучковой трубы является наиболее многообещающим местом для обнаружения магнитного монополя.
Физики изучили возможное создание магнитных монополей во время столкновений тяжелых ионов на БАК, во время которых создавалось сильнейшее магнитное поле. Ученые говорят, что это магнитное поле было даже мощнее, чем у некоторых нейтронных звезд, а они являются обладателями одних из самых сильных магнитных полей во Вселенной.
В результате ученые определили строгие ограничения на существование магнитных монополей. Физики использовали сверхчувствительный магнитометр и выявили ограничения на массу магнитного монополя с с высоким магнитным зарядом. В частности, установленные ограничения являются самыми сильными из доступных в диапазоне от 2 до 45 единиц Дирака, исключая магнитный монополь с массой до 80 ГэВ на уровне достоверности 95%.
Хотя магнитометр не обнаружил сигналов захваченного магнитного монополя, результаты исследования исключают существование частиц, которые легче 80 ГэВ на скорость света в квадрате. Теперь физики планирует расширить свои поиски с помощью новых стратегий обнаружения неуловимой элементарной частицы.