Uusi benchmark-sarja magneettisten monopolien etsimiseen

Uusi vertailukohta on asetettu etsimään hypoteettisia magneettisia monopoleja, jotka syntyvät ilmakehässä törmäyksissä saapuvien kosmisten säteiden kanssa. Simulaatioita käyttäen tiimi, jota johtaa Volodymyr Takhistov Tokion yliopistossa vertailtiin monopoleja etsivillä kokeilla kerättyjä tietoja signaaleihin, joita kosmisten säteiden törmäysten odotetaan tuottavan. Tämä antoi ryhmälle mahdollisuuden asettaa uudet rajat magneettisten monopolien olemassaololle.

Toisin kuin sähkövaraukset, magneettiset navat eivät näytä olevan olemassa vastakkaisista navoistaan ​​riippumatta. Jos esimerkiksi tankomagneetti murtuisi kahtia, molemmat osat muodostaisivat yksinkertaisesti uusia magneetteja, joissa on vastakkaisia ​​napapareja. Kuitenkin, kuten Paul Dirac osoitti vuonna 1931, magneettisten monopolien olemassaolo loisi symmetriaa Maxwellin sähkömagnetismin yhtälöissä ja olisi myös yhdenmukainen elektronin perusvarauksen kvantisoidun luonteen kanssa.

Tämän seurauksena magneettiset monopolit ovat pitkään olleet teoreettisten ennusteiden ja kokeellisten tutkimusten kohteena, mutta fyysikot eivät ole lähempänä niiden olemassaolon todistamista. Monet näistä hauista ovat keskittyneet ennusteeseen, että Kibble–Zurek-mekanismi on saattanut syntyä varhaisessa universumissa suuria määriä monopoleja. Tämän mallin ennustamat suuret epävarmuustekijät monopolimassoissa yhdistettynä kosmisen inflaation epävarmaan vaikutukseen laajoilla aikaskaaloilla ovat kuitenkin estäneet näiden magneettisten monopolien olemassaolon tarkistamisen.

Hypoteettinen virtaus

Takhistovin tiimi on omaksunut toisenlaisen lähestymistavan ja tutkinut mahdollisuutta, että monopoleja syntyy, kun korkeaenergiset kosmiset säteet törmäävät Maan ilmakehään. Näitä törmäyksiä tapahtuu jatkuvasti, ja siksi magneettisten monopolien hypoteettinen vuo voi sataa jatkuvasti maan päälle. Lisäksi nämä monopolit kulkisivat olemassa olevien hiukkasilmaisimien läpi, jotka etsivät monopoleja – kuten Radio Ice Cherenkov Experiment (RICE) etelänavalla.

Tutkijat simuloivat tutkimuksessaan kosmisen säteilyn monopolien ilmakehän tuotantoa, joiden massat ovat sähköheikon asteikolla: 5–100 TeV/C². He myös tarkastelivat, kuinka ilmakehä vaimenisi tätä virtausta sen suuntautuessa kohti maan pintaa. Tämän jälkeen ryhmä tarkasteli tietoja olemassa olevista kokeista, joiden pitäisi pystyä havaitsemaan tällainen ilmakehän virta, jos se todella oli olemassa – mukaan lukien RICE. Tutkijat tarkastelivat myös suurella hadronitörmäyttimellä tehtyjä monopolihakuja sähköheikon asteikon alimmasta päästä.

Nämä kokeet eivät ole toistaiseksi tehneet havaintoja, joten tutkijat pystyimme asettamaan ylärajat magneettisten monopolien tuotannolle ilmakehässä.

Tiimi sanoo, että sen tulokset tarjoavat vankan uuden vertailukohdan tuleville monopolien havaitsemiskokeille. Tutkijat huomauttavat myös, että magneettisten monopolien omistettu etsiminen IceCube-ilmaisimen avulla etelänavalla voisi myös osoittautua hedelmälliseksi.

Tutkimusta kuvataan Fyysisen tarkastelun kirjaimet.

Viesti Uusi benchmark-sarja magneettisten monopolien etsimiseen ilmestyi ensin Fysiikan maailma.

• Coinsmart. Euroopan paras Bitcoin- ja kryptopörssi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. VAPAA PÄÄSY.
• CryptoHawk. Altcoinin tutka. Ilmainen kokeilu.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/new-benchmark-set-for-magnetic-monopole-searches/