Analiza najnovijih podataka dobivenih na LHC-u nakon ponovnog pokretanja, fizičarima nije omogućila pronalazak tragova magnetskih monopola - hipotetskih čestica sa samo pozitivnim ili samo negativnim polom, navodi se u članku objavljenom u elektroničkoj knjižnici arXiv.org.
„Unatoč činjenici da nismo pronašli monopole, uspjeli smo dati nove, najpouzdanije procjene njegove minimalne mase i jakosti magnetskog polja. Postoje i druge procjene tih parametara, ali one su napravljene na temelju različitih vrsta pretpostavki, a ne eksperimentalnih podataka , rekla je Arttu Rajantie s Imperial College London (Velika Britanija).
Magnetski monopoli su hipotetičke čestice s jednim magnetskim polom, čije je moguće postojanje prvi najavio engleski fizičar Paul Dirac 1931. godine. Ako ih znanstvenici uspiju pronaći u prirodi ili ih kreiraju u laboratoriju, tada će ovo otkriće nedvosmisleno potvrditi pretpostavku da su električni naboji svih čestica diskretne količine, na kojima počivaju gotovo sve moderne fizičke teorije.
Fizičari to još nisu uspjeli iz jednog jednostavnog razloga - masa monopola, kako danas vjeruju teoretičari, vrlo je velika. To je najmanje trećina mase protona i najvjerojatnije je usporediva s masom T-kvarka, najteže elementarne čestice do sada. Moderni akceleratori čestica tek su nedavno počeli dostizati tu razinu, zbog čega su ranije pretrage monopola u obliku u kojem ih je Dirac zamislio u praksi nemoguće.
Primjerice, LHC je monopole počeo tražiti tek 2011. godine, kada je u svoj prsten ugrađen detektor MoEDAL, dizajniran da opazi tragove tih superteških čestica. To je skup metalnih zaslona i nekoliko stotina aluminijskih napuha koji su postavljeni između njih i koji komuniciraju s letećim česticama.
Kao što su zamislili tvorci MoEDAL-a, neki će monopoli biti "zaglavljeni" unutar ovih šipki, tako da se mogu otkriti pomoću senzitivnih senzora magnetskog polja zasnovanih na superprevodnicima.
Posljednja tri pokušaja pronalaska monopola pomoću takvih zamki - u 2012., 2013. i 2015. - nisu uspjela. Unatoč povećanju osjetljivosti detektora i udvostručenju snage samog LHC-a, fizičari nisu uspjeli pronaći nikakve tragove unipolarnih magnetskih čestica, što je naglo smanjilo polje njihovih mogućih pretraga.
Slični rezultati, prema Jamesu Pinfoldu, voditelju projekta na Sveučilištu Alberta u Edmontonu u Kanadi, dobiveni su analizom kompletnog skupa podataka za cijeli drugi ciklus LHC-a, tijekom kojeg je MoEDAL prikupio šest puta više informacija nego za sva prethodna vremena.
Promotivni video:
Prema znanstvenicima, u početku su uspjeli otkriti oko četiri desetine potencijalnih tragova monopola, ali ponovno su testiranje pokazalo da su svi uzrokovani kvarovima i pogreškama u radu superprevodnih senzora magnetskog polja, a ne stvarnim elementarnim česticama.
Takvi rezultati mjerenja, kako primjećuje Pinfold, pokazuju da je minimalna masa monopola oko 400 milijardi voltana elektrona, što je oko 400 puta veće mase protona i tri puta veće od mase T kvarka. Rajantijeva skupina došla je do sličnih zaključaka kada su analizirali podatke iz drugog dijela LHC - SPS akceleratora, u kojem bi se, kako su znanstvenici vjerovali, pojedini monopoli mogli kombinirati u parove.
Takve teške čestice, prema fizičarima, bit će izuzetno teško tražiti na LHC-u, pa čak i na njegovom nasljedniku, linearnom sudaraču ILC, neprekidno promatrajući sudare jezgara i protona dugi niz godina. Zbog toga misterija diskretnosti električnih naboja može ostati neriješena nekoliko desetljeća, zaključuju znanstvenici.