Analyse av de nyeste dataene som ble oppnådd ved LHC etter omstart, gjorde at fysikere ikke igjen kunne finne spor etter magnetiske monopoler - hypotetiske partikler med bare en positiv eller bare negativ pol, ifølge en artikkel som er lagt ut på arXiv.org elektroniske bibliotek.
Til tross for at vi ikke fant monopol, klarte vi å gi nye, mest pålitelige estimater av dens minimumsmasse og magnetiske feltstyrke. Det er andre estimater av disse parametrene, men de ble gjort på grunnlag av forskjellige typer antakelser, ikke eksperimentelle data, sier Arrtu Rajantie fra Imperial College London (UK).
Magnetiske monopol er hypotetiske partikler med en magnetisk pol, hvis mulige eksistens først ble kunngjort av den engelske fysikeren Paul Dirac i 1931. Hvis forskere klarer å finne dem i naturen eller skape dem i laboratoriet, vil denne oppdagelsen utvetydig bekrefte antakelsen om at de elektriske ladningene til alle partikler er diskrete mengder, som nesten alle moderne fysiske teorier er basert på.
Fysikere har ennå ikke klart å gjøre dette av en enkel grunn - massen til monopol, slik teoretikere mener i dag, er veldig stor. Det er minst en tredjedel av massen til et proton og er sannsynligvis sammenlignbar med massen til T-kvarken, den hittil tyngste elementære partikkel. Moderne partikkelakseleratorer har først nylig begynt å nå dette nivået, og det er grunnen til at tidligere søk etter monopol i den form som Dirac forestilte seg at de var umulige i praksis.
For eksempel begynte LHC å lete etter monopol bare i 2011, da det ble installert en MoEDAL-detektor i sin ring, designet for å observere sporene etter disse superheavy partiklene. Det er et sett med metallskjermer og flere hundre aluminiumsemner installert mellom dem og samhandler med flygende partikler.
Som tenkt av skaperne av MoEDAL, vil noen av monopolene "sette seg fast" inne i disse stengene, slik at de kan oppdages ved hjelp av overfølsomme magnetfeltføler basert på superledere.
De tre siste forsøkene på å finne monopol ved bruk av slike feller - i 2012, 2013 og 2015 - har mislyktes. Til tross for økningen i følsomheten til detektorene og doblingen av kraften til selve LHC, har fysikere ikke klart å finne spor av unipolare magnetiske partikler, som kraftig innsnevret feltet for deres mulige søk.
Tilsvarende resultater ble ifølge James Pinfold, en prosjektleder ved University of Alberta i Edmonton, Canada, oppnådd ved å analysere det komplette datasettet for hele den andre syklusen til LHC, der MoEDAL samlet seks ganger mer informasjon enn for all forrige gang.
Salgsfremmende video:
Ifølge forskere var de i utgangspunktet i stand til å oppdage rundt fire dusin potensielle spor etter monopol, men retesting viste at de alle var forårsaket av funksjonsfeil og feil i driften av superledende magnetiske feltføler, og ikke av ekte elementære partikler.
Slike måleresultater, som Pinfold bemerker, indikerer at minimumsmassen til en monopol er omtrent 400 milliarder elektron volt, som er omtrent 400 ganger massen til et proton og tre ganger massen til en T-kvark. Rajantis gruppe kom til lignende konklusjoner og analyserte data fra en annen del av LHC - SPS-akseleratoren, der, som forskere trodde, individuelle monopol kan kombineres i par.
Slike tunge partikler vil ifølge fysikere være ekstremt vanskelige å søke etter ved LHC og til og med på sin etterfølger, ILC lineær kollider, og kontinuerlig observere kollisjoner av kjerner og protoner i mange år. Av denne grunn kan mysteriet om diskretiteten til elektriske ladninger forbli uløst i flere tiår, konkluderer forskere.
