Анализ на най-новите данни, получени в LHC след неговото рестартиране, отново не позволи на физиците да намерят следи от магнитни монополи - хипотетични частици само с положителен или само отрицателен полюс, според статия, публикувана в електронната библиотека arXiv.org.
„Въпреки факта, че не намерихме монополи, успяхме да дадем нови, най-надеждни оценки за неговата минимална маса и сила на магнитното поле. Има и други оценки на тези параметри, но те са направени на базата на различни видове предположения, а не експериментални данни “, казва Аррту Раджанти от Imperial College London (UK).
Магнитните монополи са хипотетични частици с един магнитен полюс, възможното съществуване на които за първи път е обявено от английския физик Пол Дирак през 1931г. Ако учените успеят да ги намерят в природата или да ги създадат в лабораторията, тогава това откритие недвусмислено ще потвърди предположението, че електрическите заряди на всички частици са дискретни количества, на които се основават почти всички съвременни физически теории.
Физиците все още не са успели да направят това по една проста причина - масата на монопола, както днес теоретиците вярват, е много голяма. Тя е най-малко една трета от масата на протона и е най-вероятно сравнима с масата на Т-кварка, най-тежката елементарна частица до момента. Съвременните ускорители на частици едва наскоро започнаха да достигат това ниво, поради което по-ранното търсене на монополи във формата, в която Дирак си ги представяше, е невъзможно на практика.
Например LHC започва да търси монополи едва през 2011 г., когато в пръстена му е монтиран детектор MoEDAL, предназначен да наблюдава следите на тези свръхтежки частици. Това е набор от метални екрани и няколкостотин алуминиеви заготовки, инсталирани между тях и взаимодействащи с летящи частици.
По замисъл на създателите на MoEDAL, някои от монополите ще бъдат „залепени“вътре в тези пръти, така че да могат да бъдат открити с помощта на свръхчувствителни сензори за магнитно поле, базирани на свръхпроводници.
Последните три опита за намиране на монополи с помощта на такива капани - през 2012, 2013 и 2015 г. - се провалиха. Въпреки повишаване на чувствителността на детекторите и удвояване на мощността на самия LHC, физиците не успяха да намерят следи от еднополярни магнитни частици, което рязко стесни полето на възможното им търсене.
Подобни резултати, според Джеймс Пинфолд, ръководител на проекта в университета в Албърта в Едмънтън, Канада, са получени чрез анализ на пълния набор от данни за целия втори цикъл на LHC, по време на който MoEDAL натрупва шест пъти повече информация, отколкото за всички предишни времена.
Промоционално видео:
Според учените първоначално те са успели да открият около четири дузини потенциални следи от монополи, но повторното тестване показа, че всички те са причинени от неизправности и грешки в работата на свръхпроводящи сензори на магнитно поле, а не от реални елементарни частици.
Такива резултати от измерването, както отбелязва Пинфолд, показват, че минималната маса на монопол е около 400 милиарда електронни волта, което е около 400 пъти по-голямо от масата на протона и три пъти по-голямо от масата на Т-кварк. Групата на Раджанти стигна до подобни заключения, анализирайки данни от друга част на LHC - SPS ускорителя, в която, както учените вярваха, отделните монополи могат да се комбинират в двойки.
Според физиците подобни тежки частици ще бъдат изключително трудни за търсене в LHC и дори при неговия наследник, линеен уред на ILC, непрекъснато наблюдавайки сблъсъци на ядра и протони в продължение на много години. Поради тази причина мистерията на дискретността на електрическите заряди може да остане неразгадана в продължение на няколко десетилетия, заключават учените.