Магнітний монополь: фізики наблизилися впритул до виявлення невловимої елементарної частинки

Фізики у своєму дослідженні використовували виведену з експлуатації частину пучкової труби Великого адронного колайдера (ВАК). Це максимально наблизило вчених до перевірки існування гіпотетичної елементарної частинки під назвою магнітний монополь. Дослідження опубліковано в Physical Review Letters, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Магнітний монополь — це гіпотетична елементарна частинка, яка, як припускають фізики, має існувати. Залишилося тільки підтвердити цю гіпотезу. Магнітний монополь являє собою магніт, який має тільки один магнітний полюс. Але у всіх відомих магнітів завжди два плюси, тобто вони є диполями. Усі елементарні частинки, які відомі фізикам, що мають електромагнітне поле, є диполями.

За словами авторів дослідження, питання про те, існує магнітний монополь чи ні, поки що залишається однією з найбільших загадок у фізиці. Якщо вдасться підтвердити існування гіпотетичної частинки, то це стане революційним проривом у фізиці елементарних частинок. Але поки що знайти магнітний монополь не вдалося.

Але вчені вирішили зосередити свою увагу на виведеній з експлуатації частині пучкової труби БАК, яка була розташована в точці зіткнення частинок для детектора Компактний мюонний соленоїд. За словами фізиків, ця труба витримала випромінювання від мільярдів зіткнень іонів надвисокої енергії.

Близькість пучкової труби до точки зіткнення важких іонів дає унікальну можливість досліджувати монополі з безпрецедентно високими магнітними зарядами, кажуть фізики. Вони вважають, що монополі не можуть розпадатися і будуть захоплені матеріалом труби, що дає змогу їх виявити за допомогою спеціального пристрою.

Вчені вважають, що частина пучкової труби є найбільш багатообіцяючим місцем для виявлення магнітного монополя.

Фізики вивчили можливе створення магнітних монополів під час зіткнень важких іонів на БАК, під час яких створювалося найсильніше магнітне поле. Вчені кажуть, що це магнітне поле було навіть потужнішим, ніж у деяких нейтронних зірок, а вони є володарями одних із найсильніших магнітних полів у Всесвіті.

У результаті вчені визначили суворі обмеження на існування магнітних монополів. Фізики використовували надчутливий магнітометр і виявили обмеження на масу магнітного монополя з високим магнітним зарядом. Зокрема, встановлені обмеження є найсильнішими з доступних у діапазоні від 2 до 45 одиниць Дірака, виключаючи магнітний монополь із масою до 80 Гев на рівні достовірності 95%.

Хоча магнітометр не виявив сигналів захопленого магнітного монополя, результати дослідження виключають існування частинок, що легші за 80 Гев на швидкість світла у квадраті.

Тепер фізики планують розширити свої пошуки за допомогою нових стратегій виявлення невловимої елементарної частинки.

Як уже писав Фокус, вчені виявили нові стани матерії. Фізики спостерігали нове явище в умовах екстремально низьких температур і надзвичайно сильного магнітного поля.

Також Фокус писав про те, що супутник Сатурна може бути більш придатним для життя, ніж вважалося. Існування ще одного водного світу Сонячній системі може дати підказки про те, як утворюються позаземні океани.