Pierwsze wyniki poszukiwania monopoli magnetycznych

© Maximilien Brice/CERN

© Maximilien Brice/CERN

W artykule opublikowanym 10 sierpnia 2016 r. w czasopiśmie JHEP, CERN’owski eksperyment MoEDAL zawęża obszar poszukiwań hipotetycznej cząstki jaką jest monopol magnetyczny. Od kilku dekad liczne eksperymenty, w tym na LHC,  próbują natrafić na ślad monopoli magnetycznych, których istnienie zostało przewidziane przez Paula Diraca w 1930 roku.  Jak dotąd bezskutecznie.

Tak jak ładunek elektryczny występuje w dwóch przeciwnych ładunkach, tak magnes posiada dwa bieguny – północny i południowy. Różnica polega na tym, że podczas gdy łatwo można rozdzielić dodatnie i ujemne ładunki elektryczne, tak nikomu jeszcze nie udało się zaobserwować pojedynczego bieguna magnetycznego – tzw. monopolu magnetycznego. Próba rozłamania magnesu zawsze kończy się uzyskaniem dwóch mniejszych magnesów, z których każdy znów posiada dwa bieguny. Mimo to, teoria przewiduje, że powinny istnieć cząstki niosące pojedynczy ładunek magnetyczny – monopol, podobnie jak np. elektron niesie pojedynczy (ujemny) ładunek elektryczny.

© Daniel Dominguez/CERN

© Daniel Dominguez/CERN

Monopole magnetyczne, jeżeli istnieją powinny być bardzo ciężkie. Dlatego LHC ze swoją niespotykaną dotąd energią zderzeń najlepiej nadaje się do ich poszukiwania. Mogły by być produkowane w parach, północny i południowy, a ich cechą rozpoznawczą byłaby ogromna siła jonizacji materii, około 4700 razy większa niż w przypadku naładowanego elektrycznie protonu. Eksperyment MoEDAL na LHC został stworzony do poszukiwania właśnie takich zjawisk.

Opublikowany artykuł oparty jest na niewielkiej ilości danych zebranych w 2012 roku przy energii 8 TeV i przy użyciu prototypowej wersji detektora. Jak na razie MoEDAL nie zaobserwował monopoli, co jednak pozwoliło na uzyskanie nowego wyższego limitu na masę tych hipotetycznych cząstek. Dane zebrane w 2015 roku przy wyższej energii 13 TeV i przy użyciu docelowego detektora są obecnie intensywnie analizowane z nadzieją na nowe ekscytujące wyniki.

W skład niewielkiego, około 70-osobowego eksperymentu MoEDAL wchodzi zespół czterech naukowców z Instytutu Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego PAN w Krakowie.

O eksperymencie MoEDAL

James Pinfold wyjaśnia co to są monopole magnetyczne

Zaloguj się Logowanie

Komentuj