doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.071803
Credibilidade: 999
#Large Hadron Collider
Os pesquisadores usaram uma seção do tubo de feixe do LHC para procurar monopolos magnéticos, partículas hipotéticas com um único polo magnético
A investigação deles, que envolveu a análise dos efeitos da radiação de colisões de íons de ultra-alta energia, não revelou nenhum monopolo, mas estabeleceu restrições rigorosas sobre sua existência, aumentando nossa compreensão da física de partículas.
Pesquisa de monopolo magnético
Uma nova pesquisa usando uma seção desativada do tubo de feixe do Large Hadron Collider (LHC) no CERN trouxe cientistas mais perto do que nunca para testar se monopolos magnéticos existem.
Cientistas da Universidade de Nottingham, em colaboração com uma equipe internacional, revelaram as restrições mais rigorosas até agora sobre a existência de monopolos magnéticos, expandindo os limites do que se sabe sobre essas partículas elusivas. A pesquisa deles foi publicada em 15 de agosto na Physical Review Letters.
Fundamentos teóricos e foco do estudo
Na física de partículas, um monopolo magnético é uma partícula elementar hipotética que é um ímã isolado com apenas um polo magnético (um polo norte sem um polo sul ou vice-versa).
Oliver Gould, Dorothy Hodgkin Fellow na Escola de Física e Astronomia da Universidade de Nottingham é o principal teórico do estudo, ele disse: Poderia haver partículas com apenas um polo magnético, norte ou sul? Essa possibilidade intrigante, defendida pelos renomados físicos Pierre Curie, Paul Dirac e Joseph Polchinski, continua sendo um dos mistérios mais cativantes da física teórica. Confirmar sua existência seria transformador para a física, mas até agora as pesquisas experimentais não deram em nada.-
Configuração e metodologia experimental
A equipe concentrou sua pesquisa em uma seção desativada do tubo de feixe do LHC no CERN, a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear. Conduzido por físicos do experimento Monopole and Exotics Detector no LHC (MoEDAL), o estudo examinou uma seção de tubo de feixe de berílio que havia sido localizada no ponto de colisão de partículas para o experimento Compact Muon Solenoid (CMS). Este tubo havia suportado radiação de bilhões de colisões de íons de ultra-alta energia ocorrendo a apenas alguns centímetros de distância.
“A proximidade do tubo de feixe ao ponto de colisão de íons pesados “”ultra-relativísticos fornece uma oportunidade única de sondar monopolos com cargas magnéticas sem precedentes”, explicou Aditya Upreti, um candidato a Ph.D. que liderou a análise experimental enquanto trabalhava no grupo MoEDAL do Professor Ostrovskiy na Universidade do Alabama. “Como a carga magnética é conservada, os monopolos não podem decair e espera-se que fiquem presos pelo material do tubo, o que nos permite procurá-los de forma confiável com um dispositivo diretamente sensível à carga magnética.”
Resultados e direções futuras
Os pesquisadores investigaram a produção de monopolos magnéticos durante colisões de íons pesados “”no LHC, que geraram campos magnéticos ainda mais fortes do que aqueles de estrelas de nêutrons de rotação rápida. Esses campos intensos podem levar à criação espontânea de monopolos magnéticos por meio do mecanismo de Schwinger.
Oliver acrescentou: Apesar de ser um velho pedaço de tubo destinado ao descarte, nossas previsões indicaram que pode ser o lugar mais promissor na Terra para encontrar um monopolo magnético,-
A colaboração MoEDAL usou um magnetômetro supercondutor para escanear o tubo do feixe em busca de assinaturas de carga magnética presa. Embora não tenham encontrado evidências de monopólos magnéticos, seus resultados excluem a existência de monopólos mais leves que 80 GeV/cu00b2 (onde c é a velocidade da luz) e fornecem as restrições líderes mundiais para cargas magnéticas variando de 2 a 45 unidades base.
A equipe de pesquisa agora planeja estender sua busca, conclui Oliver: O tubo de feixe que usamos foi da primeira execução do Large Hadron Collider, que foi realizada antes de 2013 e em energias mais baixas. Estender o estudo para uma execução mais recente em energias mais altas poderia dobrar nosso alcance experimental. Também estamos considerando estratégias de busca completamente diferentes para monopólos magnéticos.-
Publicado em 22/08/2024 09h48
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