Войти в почту

На Большом адронном коллайдере поискали экзотические частицы

Физики коллаборации MoEDAL на Большом адронном коллайдере (БАК) провели поиск магнитных монополей — экзотических частиц, которые обладают лишь одним магнитным полюсом. Хотя ученые не обнаружили их, они сумели сузить окно поиска для будущих исследований. Об этом сообщается в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.

На Большом адронном коллайдере поискали экзотические частицы
© Lenta.ru

Теоретически на БАКе пары магнитных монополей могут образовываться при взаимодействии протонов или тяжелых ионов. При столкновениях между протонами они могли образоваться из одного виртуального фотона (механизм Дрелла-Яна) или из слияния двух виртуальных фотонов (механизм фотонного слияния). Пары магнитных монополей также могут быть созданы из вакуума в огромных магнитных полях, создаваемых в результате близких столкновений тяжелых ионов, посредством процесса, называемого механизмом Швингера.

С момента начала сбора данных в 2012 году MoEDAL провело на БАКе первые поиски магнитных монополей, образующихся с помощью механизма фотонного синтеза и механизма Швингера. В одном из последних исследований ученые искали монополи и объекты с высоким электрическим зарядом (HECO), созданные с помощью механизмов Дрелла-Яна и фотонного синтеза.

Детектор MoEDALсостоит из двух основных систем: первая может регистрировать треки магнитных монополей и HECO без фоновых сигналов от частиц Стандартной модели. Вторая система состоит из ловушек, предназначенных для захвата магнитных монополей. MoEDAL не обнаружила магнитных монополей или HECO, но установила границы массы и скорости образования этих частиц для различных значений спина частиц.

Для магнитных монополей границы массы были установлены для магнитных зарядов от 1 до 10 раз превышающих фундаментальную единицу магнитного заряда, заряд Дирака (gD), а существование монополей с массами до 3,9 триллиона электронвольт (ТэВ) было исключено. Для HECO были установлены ограничения по массе для электрических зарядов от 5e до 350e, где e — заряд электрона, и было исключено существование HECO с массой до 3,4 ТэВ.

Что касается монополей, образующихся в результате механизма Швингера, то были установлены самые сильные на сегодня ограничения по массе для монополей с зарядом от 2gD до 45gD, исключив существование монополей с массой до 80 ГэВ.