Uus võrdlusaluste komplekt magnetiliste monopoolide otsimiseks

Uus etalon on seatud hüpoteetiliste magnetiliste monopoolide otsimisel, mis tekivad atmosfääris kokkupõrgetes sissetulevate kosmiliste kiirtega. Simulatsioone kasutades meeskond eesotsas Volodõmõr Tahhistov Tokyo ülikoolis võrreldi monopoolide otsimise katsete käigus kogutud andmeid signaalidega, mida eeldatakse kosmiliste kiirte kokkupõrgetest. See võimaldas meeskonnal seada magnetiliste monopoolide olemasolule uued piirid.

Erinevalt elektrilaengutest ei näi magnetpoolused eksisteerivat nende vastaspoolustest sõltumatult. Kui näiteks varrasmagnet murda kaheks, moodustaksid mõlemad osad lihtsalt uued magnetid vastandlike pooluste paaridega. Kuid nagu Paul Dirac 1931. aastal näitas, tekitaks magnetiliste monopooluste olemasolu Maxwelli elektromagnetismi võrrandites sümmeetria ja oleks kooskõlas ka elektronide põhilaengu kvantiseeritud olemusega.

Selle tulemusena on magnetmonopoolid pikka aega olnud teoreetiliste ennustuste ja eksperimentaalsete otsingute objektiks, kuid füüsikud pole nende olemasolu tõestamisele lähemal. Paljud neist otsingutest on keskendunud ennustusele, et Kibble-Zureki mehhanism võis varajases universumis luua suure hulga monopole. Selle mudeli ennustatud monopoolide masside suur määramatus koos kosmilise inflatsiooni ebakindla mõjuga tohutul ajal on aga takistanud nende magnetiliste monopoolide olemasolu kontrollimist.

Hüpoteetiline voog

Takhistovi meeskond on võtnud teistsuguse lähenemisviisi ja on uurinud võimalust, et monopoolid tekivad siis, kui suure energiaga kosmilised kiired põrkuvad Maa atmosfääriga. Need kokkupõrked toimuvad kogu aeg ja seetõttu võib magnetiliste monopoolide hüpoteetiline voog pidevalt Maale sadada. Veelgi enam, need monopolid läbiksid olemasolevaid osakeste detektoreid, mis otsivad monopoole – näiteks raadiojää Tšerenkovi eksperimenti (RICE) lõunapoolusel.

Uurijad simuleerisid oma uuringus kosmiliste kiirte monopoolide teket atmosfääris, mille mass on elektronõrga skaala: 5–100 TeV/C.². Samuti uuriti, kuidas atmosfäär seda voogu Maa pinna poole suundudes nõrgendab. Seejärel uuris meeskond olemasolevate katsete andmeid, mis peaksid suutma tuvastada sellist atmosfäärivoogu, kui see tõesti eksisteeriks, sealhulgas RICE. Teadlased uurisid ka suure hadronite põrkeseadmes tehtud monopoolide otsinguid elektronõrga skaala madalaimas otsas.

Need katsed ei ole seni tuvastanud, nii et teadlased suutsid seada atmosfääri magnetiliste monopoolide tootmisele ülempiirid.

Meeskond ütleb, et selle tulemused annavad tulevaste monopoolide tuvastamise katsete jaoks tugeva uue võrdlusaluse. Uurijad juhivad tähelepanu ka sellele, et viljakaks võib osutuda ka spetsiaalne magnetiliste monopooluste otsimine lõunapoolusel asuva IceCube'i detektori abil.

Uuringut kirjeldatakse artiklis Physical Review Letters.

Postitus Uus võrdlusaluste komplekt magnetiliste monopoolide otsimiseks ilmus esmalt Füüsika maailm.

• Münditark. Euroopa parim Bitcoini ja krüptobörs.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. TASUTA PÄÄS.
• CryptoHawk. Altcoini radar. Tasuta prooviversioon.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/new-benchmark-set-for-magnetic-monopole-searches/