Jaunāko LHC iegūto datu analīze pēc tā restartēšanas kārtējo reizi neļāva fiziķiem atrast magnētisko monopolu pēdas - hipotētiskas daļiņas, kurām ir tikai pozitīvs vai tikai negatīvs pols, liecina raksts, kas ievietots arXiv.org elektroniskajā bibliotēkā.
“Neskatoties uz to, ka mēs neatradām monopolus, mums izdevās sniegt jaunus, ticamākus aprēķinus par tā minimālo masu un magnētiskā lauka stiprumu. Ir arī citi šo parametru aprēķini, taču tie tika veikti, pamatojoties uz dažāda veida pieņēmumiem, nevis uz eksperimentāliem datiem,”sacīja Arttu Rajantie no Londonas Imperial College (UK).
Magnētiskie monopoli ir hipotētiskas daļiņas ar vienu magnētisko polu, kuru iespējamo esamību pirmo reizi paziņoja angļu fiziķis Pols Diraks 1931. gadā. Ja zinātniekiem izdosies tos atrast dabā vai izveidot tos laboratorijā, tad šis atklājums viennozīmīgi apstiprinās pieņēmumu, ka visu daļiņu elektriskie lādiņi ir diskrēti lielumi, uz kuriem balstās gandrīz visas mūsdienu fizikālās teorijas.
Fiziķi to vēl nav spējuši izdarīt viena vienkārša iemesla dēļ - monopola masa, kā mūsdienās uzskata teorētiķi, ir ļoti liela. Tā ir vismaz trešdaļa no protona masas un, visticamāk, ir salīdzināma ar T-kvarka, līdz šim smagākās elementārdaļiņas, masu. Mūsdienu daļiņu paātrinātāji tikai nesen ir sākuši sasniegt šo līmeni, tāpēc praksē agrāk nebija iespējams meklēt monopolus tādā formā, kādā Diraks tos iedomājās.
Piemēram, LHC monopolus sāka meklēt tikai 2011. gadā, kad tā gredzenā tika uzstādīts MoEDAL detektors, kas bija paredzēts, lai novērotu šo supergaismīgo daļiņu pēdas. Tas ir metāla ekrānu komplekts un vairāki simti alumīnija sagataves, kas uzstādītas starp tām un mijiedarbojas ar lidojošām daļiņām.
Kā iecerējuši MoEDAL veidotāji, daži no monopoliem tiks “iestrēdzis” šo stieņu iekšpusē, lai tos varētu noteikt, izmantojot paaugstināta jutīguma magnētiskā lauka sensorus, kuru pamatā ir supravadītāji.
Pēdējie trīs mēģinājumi atrast monopolus, izmantojot šādus slazdus - 2012., 2013. un 2015. gadā - ir bijuši neveiksmīgi. Neskatoties uz detektoru jutības palielināšanos un paša LHC jaudas dubultošanos, fiziķi nav spējuši atrast nepipolāru magnētisko daļiņu pēdas, kas strauji sašaurināja viņu iespējamo meklējumu lauku.
Līdzīgus rezultātus, kā sacīja Džeimss Pinfolds, Alberta universitātes projekta vadītājs Edmontonā, Kanādā, ieguva, analizējot pilnīgu datu kopumu par visu LHC otro ciklu, kura laikā MoEDAL uzkrāja sešas reizes vairāk informācijas nekā visu iepriekšējo reizi.
Reklāmas video:
Pēc zinātnieku domām, sākotnēji viņi varēja atklāt apmēram četrus desmitus potenciālo monopolu pēdas, taču otrā pārbaude parādīja, ka tos visus izraisīja kļūmes un kļūdas supravadošu magnētiskā lauka sensoru darbībā, nevis reālas elementāras daļiņas.
Šādi mērījumu rezultāti, kā atzīmē Pinfolds, norāda, ka monopola minimālā masa ir aptuveni 400 miljardi elektronu voltu, kas ir apmēram 400 reizes lielāka par protona masu un trīs reizes lielāka par T kvarca masu. Rajanti grupa nonāca pie līdzīgiem secinājumiem, analizējot datus no citas LHC daļas - SPS paātrinātāja, kurā, kā zinātnieki uzskatīja, atsevišķus monopolus varēja apvienot pāros.
Pēc fiziķu domām, šādas smagas daļiņas būs ārkārtīgi grūti meklēt LHC un pat tā pēctecē - ILC lineārajā sadursmē, daudzus gadus nepārtraukti novērojot kodolu un protonu sadursmes. Šī iemesla dēļ noslēpums par elektrisko lādiņu diskrētumu var palikt neatrisināts vairākus gadu desmitus, secina zinātnieki.