Nieuwe benchmark voor magnetische monopole zoekopdrachten PlatoBlockchain Data Intelligence. Verticaal zoeken. Ai.

Nieuwe benchmarkset voor zoekopdrachten met magnetische monopolen

Tijdstempel: 16 juni 2022 9:54 uur

Er is een nieuwe maatstaf vastgesteld in de zoektocht naar hypothetische magnetische monopolen die in de atmosfeer worden geproduceerd door botsingen met inkomende kosmische straling. Met behulp van simulaties heeft een team onder leiding van Volodimir Takhistov aan de Universiteit van Tokyo vergeleek gegevens die werden verzameld door experimenten op zoek naar monopolen met de signalen die naar verwachting zullen worden geproduceerd door botsingen met kosmische straling. Hierdoor kon het team nieuwe grenzen stellen aan het bestaan ​​van magnetische monopolen.

googletag.cmd.push (function () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

In tegenstelling tot elektrische ladingen lijken magnetische polen niet onafhankelijk van hun tegengestelde polen te bestaan. Als bijvoorbeeld een staafmagneet in tweeën zou worden gebroken, zouden beide delen eenvoudig nieuwe magneten vormen met paren tegengestelde polen. Maar zoals Paul Dirac in 1931 aantoonde, zou het bestaan ​​van magnetische monopolen symmetrie creëren in Maxwells elektromagnetische vergelijkingen en ook consistent zijn met de gekwantiseerde aard van de fundamentele lading van het elektron.

Als gevolg hiervan zijn magnetische monopolen lange tijd het onderwerp geweest van theoretische voorspellingen en experimentele zoekopdrachten, maar natuurkundigen zijn niet dichter bij het bewijzen van hun bestaan. Veel van deze zoekopdrachten waren gericht op de voorspelling dat grote aantallen monopolen in het vroege heelal zijn gecreëerd door het Kibble-Zurek-mechanisme. De hoge onzekerheden in de monopoolmassa's die door dit model worden voorspeld, gecombineerd met de onzekere invloed van kosmische inflatie over enorme tijdschalen, hebben echter elke verificatie van het bestaan ​​van deze magnetische monopolen verhinderd.

Hypothetische flux

Het team van Takhistov heeft een andere benadering gekozen en de mogelijkheid onderzocht dat monopolen worden gecreëerd wanneer hoogenergetische kosmische straling in botsing komt met de atmosfeer van de aarde. Deze botsingen vinden voortdurend plaats en daarom zou een hypothetische stroom van magnetische monopolen constant op de aarde kunnen regenen. Bovendien zouden deze monopolen door bestaande deeltjesdetectoren gaan die op zoek zijn naar monopolen - zoals het Radio Ice Cherenkov Experiment (RICE) op de Zuidpool.

In hun onderzoek simuleerden de onderzoekers de atmosferische productie van monopolen van kosmische straling met massa's op de elektrozwakke schaal: 5-100 TeV/C2. Ze keken ook hoe deze flux zou worden afgezwakt door de atmosfeer terwijl deze naar het oppervlak van de aarde ging. Het team keek vervolgens naar gegevens van bestaande experimenten die zo'n atmosferische flux zouden moeten kunnen detecteren als deze inderdaad bestond - inclusief RICE. De onderzoekers keken ook naar zoekopdrachten naar monopolen aan de onderkant van de elektrozwakke schaal die werden gedaan bij de Large Hadron Collider.

Deze experimenten hebben tot nu toe geen detecties gedaan, dus de onderzoekers hebben we bovengrenzen kunnen stellen aan de productie van magnetische monopolen in de atmosfeer.

Het team zegt dat de resultaten een robuuste nieuwe maatstaf vormen voor toekomstige monopooldetectie-experimenten. De onderzoekers wijzen er ook op dat een speciale zoektocht naar magnetische monopolen met behulp van de IceCube-detector op de Zuidpool ook vruchtbaar zou kunnen zijn.

Het onderzoek is beschreven in Physical Review Letters.

De post Nieuwe benchmarkset voor zoekopdrachten met magnetische monopolen verscheen eerst op Natuurkunde wereld.

Tijdstempel:

Meer van Natuurkunde wereld