Analýza najnovších údajov získaných na LHC po jeho reštarte opäť neumožnila fyzikom nájsť stopy magnetických monopolov - hypotetické častice iba s pozitívnym alebo iba negatívnym pólom, podľa článku uverejneného v elektronickej knižnici arXiv.org.
„Napriek tomu, že sme nenašli monopoly, podarilo sa nám poskytnúť nové a najspoľahlivejšie odhady jeho minimálnej hmotnosti a sily magnetického poľa. Existujú aj ďalšie odhady týchto parametrov, ale boli vykonané na základe rôznych druhov predpokladov, nie experimentálnych údajov, “uviedol Arttu Rajantie z Imperial College London (UK).
Magnetické monopoly sú hypotetické častice s jedným magnetickým pólom, ktorých možnú existenciu prvýkrát oznámil anglický fyzik Paul Dirac v roku 1931. Ak sa vedcom podarí nájsť ich v prírode alebo ich vytvoriť v laboratóriu, potom tento objav jednoznačne potvrdí predpoklad, že elektrické náboje všetkých častíc sú diskrétnymi veličinami, na ktorých sú založené takmer všetky moderné fyzikálne teórie.
Fyzici to ešte nedokázali urobiť z jediného jednoduchého dôvodu - hmotnosť monopolu, ako veria teoretici dnes, je veľmi veľká. Je to najmenej tretina hmotnosti protónu a je najpravdepodobnejšie porovnateľná s hmotnosťou T-kvarku, najťažšej elementárnej častice doteraz. Moderné urýchľovače častíc začali dosahovať túto úroveň len nedávno, a preto boli v praxi nemožné predchádzajúce hľadania monopolov v takej podobe, v akej ich Dirac predstavoval.
Napríklad LHC začala hľadať monopoly až v roku 2011, keď bol do jeho prstenca nainštalovaný detektor MoEDAL určený na sledovanie stôp týchto superheavy častíc. Je to sada kovových obrazoviek a medzi nimi nainštalovaných niekoľko stoviek hliníkových prírezov, ktoré interagujú s lietajúcimi časticami.
Ako si predstavili tvorcovia MoEDAL, niektoré monopoly budú „uviaznuté“vo vnútri týchto tyčiniek, aby sa dali zistiť pomocou supersenzitívnych senzorov magnetického poľa založených na supravodičoch.
Posledné tri pokusy nájsť monopoly využívajúce takéto pasce - v rokoch 2012, 2013 a 2015 - zlyhali. Napriek zvýšeniu citlivosti detektorov a zdvojnásobeniu sily samotného LHC fyzici nedokázali nájsť žiadne stopy unipolárnych magnetických častíc, čo ostro zúžilo pole ich možného hľadania.
Podobné výsledky podľa Jamesa Pinfolda, vedúceho projektu na University of Alberta v Edmontone v Kanade, sa získali analýzou kompletného súboru údajov pre celý druhý cyklus LHC, počas ktorého MoEDAL nazbieral šesťkrát viac informácií ako po celú predchádzajúcu dobu.
Propagačné video:
Podľa vedcov boli pôvodne schopní odhaliť asi štyri desiatky potenciálnych stôp monopolov, ale opakované testovanie ukázalo, že všetky boli spôsobené zlyhaniami a chybami v činnosti supravodivých senzorov magnetického poľa, a nie skutočnými elementárnymi časticami.
Takéto výsledky merania, ako poznamenáva Pinfold, naznačujú, že minimálna hmotnosť monopolu je asi 400 miliárd elektrónových voltov, čo je asi 400-násobok hmotnosti protónu a trojnásobok hmotnosti T-kvarku. Rajantiho skupina dospela k podobným záverom, keď analyzovali údaje z inej časti LHC - urýchľovača SPS, v ktorom, ako vedci verili, jednotlivé monopoly možno kombinovať do dvojíc.
Podľa fyzikov bude ťažké nájsť také ťažké častice na LHC a dokonca aj na jeho nástupcovi, lineárnom zrážači ILC, ktorý bude mnoho rokov neustále pozorovať zrážky jadier a protónov. Z tohto dôvodu môže tajomstvo diskrétnosti elektrických nábojov zostať nevyriešené niekoľko desaťročí, dospeli vedci k záveru.