Физик Джозеф Полчински считал, что магнитный монополь — наиболее вероятная из гипотетических элементарных частиц. Множество теорий, расширяющих Стандартную модель, предполагают наличие этого точечного источника магнитного поля. Коллаборация ученых Большого адронного коллайдера пока не обнаружила неопровержимого доказательства существования магнитных монополей, но приблизилась к нему, значимо сузив область дальнейших поисков.

Если магнитные монополи существуют, то их может создавать Большой адронный коллайдер в результате взаимодействия протонов или тяжелых ионов. Существует несколько основных механизмов возникновения этих гипотетических частиц с ненулевым магнитным зарядом. Например, при столкновении протонов магнитные монополи могут образоваться или из одного виртуального фотона, или из слияния двух виртуальных фотонов. Или из вакуума в огромных магнитных полях, созданных в результате соударения тяжелых ионов (механизм Швингера).

Коллаборация MoEDAL, начавшая собирать данные в 2012 году, уже провела несколько важных экспериментов по поиску магнитных монополей. В двух недавно опубликованных статьях ученые описали результаты, полученные в ходе применения механизма синтеза фотонов и механизма Швингера, сообщает Phys.org.

Первая статья основана на данных, полученных от столкновения протонов, когда впервые в полном объеме был использован детектор MoEDAL. Он состоит из двух основных систем, чувствительных к магнитным монополям, HECO-частиц (объектов с большим электрическим зарядом) и других гипотетических частиц. Вторая система — это массив ловушек для магнитных монополей, которая и делает MoEDAL уникальным прибором для поиска этих частиц.

Сканирование ловушек показало отсутствие следов магнитных монополей или HECO, но позволило определить границы массы этих частиц для различных значений спина.

Вторая статья рассказала о поисках монополей в данных о столкновении тяжелых ионов, в результате механизма Швингера. На этот раз поиски производились неисследованном разделе экспериментальных данных. И снова события с образованием монополей зафиксированы не были. Однако физикам удалось наложить самое строгое на сегодня ограничение по массе на монополи Швингера с зарядом от 2 до 45 gD. Это позволяет исключить существование магнитных монополей с массой до 80 ГэВ.