Новий набір еталонів для пошуку магнітного монополя

У пошуках гіпотетичних магнітних монополів, які утворюються в атмосфері через зіткнення з вхідними космічними променями, встановлено новий стандарт. Використовуючи моделювання, команда під керівництвом Володимир Тахістов в Університеті Токіо порівняли дані, зібрані експериментами з пошуку монополів, із сигналами, які, як очікується, вироблятимуть зіткнення космічних променів. Це дозволило команді встановити нові обмеження на існування магнітних монополів.

На відміну від електричних зарядів, магнітні полюси не існують незалежно від протилежних полюсів. Наприклад, якщо стрижневий магніт розламати навпіл, обидві частини просто утворять нові магніти з парами протилежних полюсів. Проте, як продемонстрував Пол Дірак у 1931 році, існування магнітних монополів створило б симетрію в рівняннях електромагнетизму Максвелла, а також узгоджувалося з квантованою природою фундаментального заряду електрона.

У результаті магнітні монополі вже давно є предметом теоретичних прогнозів і експериментальних пошуків, але фізики не наближаються до доказу їх існування. Багато з цих пошуків були зосереджені на передбаченні того, що велика кількість монополів могла бути створена в ранньому Всесвіті за допомогою механізму Кіббла-Зурека. Однак висока невизначеність у монопольних масах, передбачених цією моделлю, у поєднанні з невизначеним впливом космічної інфляції на величезних часових масштабах завадили будь-якій перевірці існування цих магнітних монополів.

Гіпотетичний потік

Команда Тахістова застосувала інший підхід і дослідила можливість створення монополів, коли космічні промені високої енергії стикаються з атмосферою Землі. Ці зіткнення відбуваються постійно, і тому гіпотетичний потік магнітних монополів може постійно падати на Землю. Більше того, ці монополі проходитимуть через існуючі детектори частинок, які шукають монополі, наприклад, радіокрижаний експеримент Черенкова (RICE) на Південному полюсі.

У своєму дослідженні дослідники змоделювали утворення в атмосфері монополів космічного випромінювання з масами в електрослабкій шкалі: 5–100 ТеВ/C². Вони також досліджували, як цей потік буде послаблюватися атмосферою, коли він прямуватиме до поверхні Землі. Потім команда переглянула дані існуючих експериментів, які повинні виявити такий атмосферний потік, якщо він справді існував, включаючи RICE. Дослідники також розглянули пошуки монополів на нижньому кінці електрослабкої шкали, які проводилися на Великому адронному колайдері.

Ці експерименти поки що не виявили жодних виявлень, тож дослідники можуть встановити верхню межу виробництва магнітних монополів в атмосфері.

Команда каже, що її результати є надійним новим критерієм для майбутніх експериментів з виявлення монополів. Дослідники також зазначають, що цілеспрямований пошук магнітних монополів за допомогою детектора IceCube на Південному полюсі також може виявитися плідним.

Дослідження описано в Physical Review Letters,.

Повідомлення Новий набір еталонів для пошуку магнітного монополя вперше з'явився на Світ фізики.

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://physicsworld.com/a/new-benchmark-set-for-magnetic-monopole-searches/