סט אמות מידה חדש לחיפושי מונופול מגנטי

רף חדש נקבע בחיפוש אחר מונופולים מגנטיים היפותטיים המיוצרים באטמוספירה באמצעות התנגשויות עם קרניים קוסמיות נכנסות. באמצעות סימולציות, צוות בראשות וולודימיר טקיסטוב באוניברסיטת טוקיו השוו נתונים שנאספו על ידי ניסויים בחיפוש אחר מונופולים עם האותות שצפויים להיווצר בהתנגשויות של קרניים קוסמיות. זה אפשר לצוות להציב גבולות חדשים על קיומם של מונופולים מגנטיים.

בניגוד למטענים חשמליים, נראה שקטבים מגנטיים אינם קיימים ללא תלות בקטבים המנוגדים שלהם. אם מגנט מוט היה שבור לשניים, למשל, שני החלקים פשוט היו יוצרים מגנטים חדשים עם זוגות של קטבים מנוגדים. עם זאת, כפי שהדגים פול דיראק ב-1931, קיומם של מונופולים מגנטיים ייצור סימטריה במשוואות האלקטרומגנטיות של מקסוול ויהיה גם בקנה אחד עם האופי המקוונטי של המטען הבסיסי של האלקטרון.

כתוצאה מכך, מונופולים מגנטיים הם זה מכבר נושא לתחזיות תיאורטיות ולחיפושים ניסיוניים, אך פיזיקאים אינם קרובים יותר להוכיח את קיומם. רבים מהחיפושים הללו התמקדו בתחזית כי ייתכן שנוצרו מספר רב של מונופולים ביקום המוקדם על ידי מנגנון קיבל-זורק. עם זאת, אי הוודאות הגבוהה במסות המונופול שחזה מודל זה, בשילוב עם ההשפעה הלא ודאית של האינפלציה הקוסמית על פני טווחי זמן עצומים, מנעו כל אימות של קיומם של מונופולים מגנטיים אלה.

שטף היפותטי

הצוות של טקיסטוב נקט בגישה שונה וחקר את האפשרות שמונופולים נוצרים כאשר קרניים קוסמיות בעלות אנרגיה גבוהה מתנגשות באטמוספירה של כדור הארץ. התנגשויות אלו קורות כל הזמן ולכן שטף היפותטי של מונופולים מגנטיים יכול לרדת ללא הרף על כדור הארץ. יתרה מכך, המונופולים הללו יעברו דרך גלאי חלקיקים קיימים שמחפשים מונופולים - כמו ניסוי הרדיו קרח צ'רנקוב (RICE) בקוטב הדרומי.

במחקרם, החוקרים דימו את הייצור האטמוספרי של מונופולים של קרניים קוסמיות עם מסות בסולם אלקטרו-חלש: 5-100 TeV/C². הם גם בדקו כיצד השטף הזה נחלש על ידי האטמוספירה כשהיא תפנה לעבר פני כדור הארץ. לאחר מכן, הצוות בחן נתונים מניסויים קיימים שאמורים להיות מסוגלים לזהות שטף אטמוספרי כזה אם הוא אכן קיים - כולל RICE. החוקרים בדקו גם חיפושים אחר מונופולים בקצה הנמוך של סולם האלקטרו-חלש שבוצעו במאיץ ההדרונים הגדול.

ניסויים אלה לא ביצעו גילויים עד כה, כך שהחוקרים יכולים להציב גבולות עליונים לייצור מונופולים מגנטיים באטמוספירה.

הצוות אומר שהתוצאות שלו מספקות אמת מידה חדשה וחזקה לניסויי גילוי מונופול עתידיים. החוקרים מציינים גם כי חיפוש ייעודי אחר מונופולים מגנטיים באמצעות גלאי IceCube בקוטב הדרומי עשוי להוכיח גם הוא.

המחקר מתואר ב מכתבי סקירה פיזית.

ההודעה סט אמות מידה חדש לחיפושי מונופול מגנטי הופיע לראשונה ב עולם הפיזיקה.

• Coinsmart. בורסת הביטקוין והקריפטו הטובה באירופה.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה חופשית.
• CryptoHawk. רדאר אלטקוין. ניסיון חינם.
• מקור: https://physicsworld.com/a/new-benchmark-set-for-magnetic-monopole-searches/