Új referenciakészlet a mágneses monopólusok kereséséhez

Új mércét határoztak meg a bejövő kozmikus sugarakkal való ütközések során a légkörben létrejövő hipotetikus mágneses monopólusok keresésében. Szimulációkat használva egy csapat vezetésével Volodimir Takhisztov a Tokiói Egyetemen a monopólusokat kutató kísérletek során összegyűjtött adatokat hasonlították össze azokkal a jelekkel, amelyeket a kozmikus sugárzás ütközései generálnak. Ez lehetővé tette a csapat számára, hogy új korlátokat szabjon a mágneses monopólusok létezésének.

Az elektromos töltésekkel ellentétben úgy tűnik, hogy a mágneses pólusok nem léteznek az ellentétes pólusuktól függetlenül. Ha például egy rúdmágnes ketté törne, akkor mindkét rész egyszerűen új mágneseket képezne egymással ellentétes pólusokkal. Mégis, amint azt Paul Dirac 1931-ben bemutatta, a mágneses monopólusok létezése szimmetriát hozna létre Maxwell elektromágnesességi egyenleteiben, és összhangban lenne az elektron alapvető töltésének kvantált természetével.

Ennek eredményeként a mágneses monopólusok már régóta elméleti előrejelzések és kísérleti kutatások tárgyát képezik, de a fizikusok nem állnak közelebb a létezésük bizonyításához. E kutatások közül sok arra az előrejelzésre összpontosított, hogy a Kibble–Zurek mechanizmus nagyszámú monopólust hozhatott létre a korai univerzumban. Az e modell által megjósolt monopólustömegek nagy bizonytalanságai, valamint a kozmikus infláció bizonytalan befolyása hatalmas időskálán keresztül megakadályozta e mágneses monopólusok létezésének igazolását.

Hipotetikus fluxus

Takhistov csapata más megközelítést alkalmaz, és megvizsgálta annak lehetőségét, hogy monopólusok keletkezzenek, amikor nagy energiájú kozmikus sugarak ütköznek a Föld légkörével. Ezek az ütközések folyamatosan történnek, ezért a mágneses monopólusok feltételezett áramlása folyamatosan záporozhat a Földre. Ráadásul ezek a monopólusok a meglévő részecskedetektorokon haladnának át, amelyek monopólusokat keresnek – mint például a Radio Ice Cherenkov Experiment (RICE) a Déli-sarkon.

A kutatók tanulmányukban olyan kozmikus sugármonopólusok légköri keletkezését szimulálták, amelyek tömege az elektrogyenge skálán: 5-100 TeV/C². Azt is megvizsgálták, hogy ezt a fluxust hogyan csillapítja a légkör, amikor az a Föld felszíne felé tart. A csapat ezután megvizsgálta a meglévő kísérletek adatait, amelyeknek képesnek kell lenniük egy ilyen légköri fluxus kimutatására, ha valóban létezett – beleértve a RICE-t is. A kutatók megvizsgálták a nagy hadronütköztetőben végzett monopólusok keresését is az elektrogyenge skála alsó végén.

Ezek a kísérletek eddig semmilyen kimutatást nem hoztak, így a kutatók felső határt tudtunk szabni a légköri mágneses monopólusok képződésének.

A csapat szerint eredményei robusztus új mércét jelentenek a jövőbeni monopólus-felderítési kísérletekhez. A kutatók arra is rámutatnak, hogy a mágneses monopólusok célzott keresése az IceCube detektor segítségével a Déli-sarkon szintén eredményesnek bizonyulhat.

A kutatás leírása a Fizikai áttekintés betűk.

A poszt Új referenciakészlet a mágneses monopólusok kereséséhez jelent meg először Fizika Világa.

• Coinsmart. Európa legjobb Bitcoin- és kriptográfiai tőzsdéje.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. SZABAD HOZZÁFÉRÉS.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Ingyenes próbaverzió.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/new-benchmark-set-for-magnetic-monopole-searches/