БАК в очередной раз не смог раскрыть главную магнитную загадку Вселенной - «Наука»

© Фото : Heikka ValjaТак художник представил себе “виртуальный” монополь Дирака

МОСКВА, 15 янв — Новости Дня. Анализ последних данных, полученных на БАК после его перезапуска, в очередной раз не позволил физикам найти следы магнитных монополей — гипотетических частиц с только положительным или только отрицательным полюсом, говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org

Физики создали частицу, которая ведет себя как материя и антиматерия"Несмотря на то что мы не нашли монополей, удалось дать новые, самые надежные оценки его минимальной массы и силы магнитного поля. Существуют и другие оценки этих параметров, однако они были сделаны на базе различного рода допущений, а не экспериментальных данных", — заявил Артту Раджанти (Arrtu Rajantie) из имперского колледжа Лондона (Великобритания).

Магнитные монополи представляют собой гипотетические частицы с одним магнитным полюсом, о возможном существовании которых впервые заявил английский физик Поль Дирак в 1931 году. Если ученым удастся найти их в природе или создать в лаборатории, то это открытие однозначно подтвердит предположение о том, что электрические заряды всех частиц представляют собой дискретные величины, на чем базируются почти все современные физические теории.

Физики пока не смогли сделать этого по одной простой причине — масса монополя, как сегодня считают теоретики, очень велика. Она составляет как минимум треть от массы протона и, скорее всего, сопоставима с массой Т-кварка — самой тяжелой элементарной частицы на сегодняшний день. Современные ускорители частиц начали только недавно выходить на этот уровень, из-за чего раньше поиски монополей в том виде, в котором их себе представлял Дирак, были невозможны на практике.

К примеру, монополи стали искать на БАК только в 2011 году, когда в его кольцо был установлен детектор MoEDAL, предназначенный для наблюдений за следами этих сверхтяжелых частиц. Он представляет собой набор из металлических экранов и нескольких сотен алюминиевых болванок, установленных между ними и взаимодействующих с пролетающими частицами.

Физики изучили свойства "однополюсной" частицы, монополя Дирака

По задумке создателей MoEDAL, часть монополей "застрянет" внутри этих стержней, благодаря чему их можно будет обнаружить, используя сверхчувствительные датчики магнитных полей на базе сверхпроводников.

Три последние попытки найти монополи при помощи подобных ловушек — в 2012, 2013 и 2015 годах — закончились неудачей. Несмотря на повышение чувствительности детекторов и удвоение мощности самого БАК, физикам так и не удалось отыскать никаких следов однополюсных магнитных частиц, что резко сузило поле их возможных поисков.

Схожие результаты, как рассказывает Джеймс Пинфолд (James Pinfold), руководитель проекта из университета Альберты в Эдмонтоне (Канада), были получены в ходе анализа полного набора данных за весь второй цикл работы БАК, в ходе которого MoEDAL накопил в шесть раз больше информации, чем за все предыдущее время.

ЦЕРН: ученые близки к новому открытию на Большом адронном коллайдере

Как рассказывают ученые, изначально им удалось обнаружить примерно четыре десятка потенциальных следов монополей, однако повторная проверка показала, что все они были порождены сбоями и погрешностями в работе сверхпроводящих датчиков магнитного поля, а не реальными элементарными частицами.

Подобные результаты замеров, как отмечает Пинфолд, говорят о том, что минимальная масса монополя составляет около 400 миллиардов электронвольт, что примерно в 400 раз превышает массу протона и в три раза — массу Т-кварка. К схожим выводам пришла группа Раджанти, анализировавшая данные с другой части БАК — ускорителя SPS, в котором, как считали ученые, отдельные монополи могут объединяться в пары.

Столь тяжелые частицы, по словам физиков, будет крайне тяжело искать на БАК и даже на его наследнике — линейном коллайдере ILC, беспрерывно наблюдая за столкновениями ядер и протонов на протяжении многих лет. По этой причине загадка дискретности электрических зарядов может оставаться нераскрытой еще несколько десятилетий, заключают ученые.