Nova merila uspešnosti za iskanje magnetnih monopolov

Postavljeno je bilo novo merilo pri iskanju hipotetičnih magnetnih monopolov, ki nastanejo v ozračju zaradi trkov z prihajajočimi kozmičnimi žarki. S pomočjo simulacij je skupina pod vodstvom Volodimir Tahistov na Univerzi v Tokiu je primerjal podatke, zbrane s poskusi iskanja monopolov, s signali, ki naj bi jih proizvedli trki kozmičnih žarkov. To je ekipi omogočilo, da postavi nove omejitve obstoja magnetnih monopolov.

Za razliko od električnih nabojev se zdi, da magnetni poli ne obstajajo neodvisno od svojih nasprotnih polov. Če bi na primer palični magnet prelomili na dvoje, bi oba dela preprosto oblikovala nove magnete s pari nasprotnih polov. Kot je leta 1931 pokazal Paul Dirac, bi obstoj magnetnih monopolov ustvaril simetrijo v Maxwellovih enačbah elektromagnetizma in bi bil tudi skladen s kvantizirano naravo osnovnega naboja elektrona.

Posledično so bili magnetni monopoli že dolgo predmet teoretičnih napovedi in eksperimentalnih iskanj, vendar fiziki niso nič bližje dokazovanju njihovega obstoja. Mnoga od teh iskanj so bila osredotočena na napovedi, da je bilo v zgodnjem vesolju morda ustvarjeno veliko število monopolov z mehanizmom Kibble–Zurek. Vendar so velike negotovosti v monopolnih masah, ki jih predvideva ta model, skupaj z negotovim vplivom kozmične inflacije v velikih časovnih obdobjih preprečile kakršno koli preverjanje obstoja teh magnetnih monopolov.

Hipotetični tok

Ekipa Takhistova je ubrala drugačen pristop in raziskala možnost, da nastanejo monopoli, ko visokoenergijski kozmični žarki trčijo v Zemljino atmosfero. Ti trki se dogajajo ves čas, zato bi hipotetični tok magnetnih monopolov lahko nenehno padal na Zemljo. Še več, ti monopoli bi prehajali skozi obstoječe detektorje delcev, ki iščejo monopole – kot je eksperiment Radio Ice Cherenkov (RICE) na južnem polu.

V svoji študiji so raziskovalci simulirali atmosfersko proizvodnjo monopolov kozmičnih žarkov z masami na elektrošibki lestvici: 5–100 TeV/C². Pogledali so tudi, kako bi ta tok oslabil ozračje, ko bi se usmeril proti površju Zemlje. Skupina je nato preučila podatke iz obstoječih poskusov, ki bi morali biti sposobni zaznati takšen atmosferski tok, če bi res obstajal - vključno z RICE. Raziskovalci so preučili tudi iskanja monopolov na spodnjem koncu elektrošibke lestvice, ki so bila opravljena na velikem hadronskem trkalniku.

Ti poskusi doslej niso odkrili nobenih odkritij, zato so raziskovalci lahko postavili zgornje meje za proizvodnjo magnetnih monopolov v ozračju.

Ekipa pravi, da njeni rezultati zagotavljajo zanesljivo novo merilo za prihodnje poskuse odkrivanja monopolov. Raziskovalci tudi poudarjajo, da bi se lahko tudi namensko iskanje magnetnih monopolov z uporabo detektorja IceCube na južnem polu izkazalo za plodno.

Raziskava je opisana v Pisni pregledi fizike.

Pošta Nova merila uspešnosti za iskanje magnetnih monopolov pojavil prvi na Svet fizike.

• Coinsmart. Najboljša evropska borza bitcoinov in kriptovalut.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. PROST DOSTOP.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Brezplačen preizkus.
• Vir: https://physicsworld.com/a/new-benchmark-set-for-magnetic-monopole-searches/