Физики из коллаборации MoEDAL рассказали о результатах поиска магнитных монополей в столкновениях ядер свинца на Большом адронном коллайдере. Такие столкновения создают рекордные по величине магнитные поля, в которых возможно рождение пар монополь-антимонополь из вакуума. В результате эксперимента исследователи не увидели статистически значимого сигнала, что ограничило массы частиц-переносчиков магнитного заряда снизу до 70 гигаэлектронвольт на скорость света в квадрате.

Работа опубликована в Nature.

Если попытаться отколоть от постоянного магнита северный или южный полюс, то ничего не выйдет — каждый из образовавшихся осколков будет обладать обоими полюсами. Этот принцип работает вплоть до атомарной структуры и свидетельствует об отсутствии элементарных магнитных зарядов (монополей) в доступных нам физических условиях, в отличие от положительного и отрицательного электрических зарядов.

Тем не менее, физики с неизменным упорством продолжают поиск магнитных монополей. Одной из мотиваций стало то, что магнитные монополи предсказал еще Поль Дирак в качестве условий для квантования электрического заряда. Кроме того, магнитные монополи стали обязательным продуктом разнообразных расширений Стандартной модели.

Магнитные монополи ищут различными способами. Так, физики активно изучают их твердотельные аналоги, ищут их следы в астрономических объектах и даже ограничивают их число на Земле с помощью спутниковых данных. Наиболее убедительным свидетельством существования монополей могли бы стать эксперименты по превращению элементарных частиц на ускорителях, однако из-за сильной связи магнитных зарядов между собой и другими частицами, теория пока не способна корректно описать такие процессы.

Коллаборация MoEDAL (Monopole and Exotics Detector at the LHC), работающая на Большом адронном коллайдере, сообщила о попытке найти магнитные монополи с помощью другого подхода. Они приняли во внимание, что в сверхсильных магнитных полях эти частицы должны рождаться напрямую благодаря механизму Швингера. Такие поля образуются при ультрапериферийных столкновениях тяжелых ядер.