L'analisi degli ultimi dati ottenuti all'LHC dopo il suo riavvio, ancora una volta non ha permesso ai fisici di trovare tracce di monopoli magnetici - ipotetiche particelle con solo un polo positivo o solo negativo, secondo un articolo pubblicato nella libreria elettronica di arXiv.org.
“Nonostante non abbiamo trovato monopoli, siamo riusciti a fornire nuove stime più affidabili della sua massa minima e dell'intensità del campo magnetico. Ci sono altre stime di questi parametri, ma sono state fatte sulla base di vari tipi di ipotesi, non su dati sperimentali , ha detto Arrtu Rajantie dell'Imperial College di Londra (Regno Unito).
I monopoli magnetici sono particelle ipotetiche con un polo magnetico, la cui possibile esistenza fu annunciata per la prima volta dal fisico inglese Paul Dirac nel 1931. Se gli scienziati riescono a trovarli in natura oa crearli in laboratorio, questa scoperta confermerà in modo inequivocabile l'ipotesi che le cariche elettriche di tutte le particelle siano quantità discrete, su cui si basano quasi tutte le moderne teorie fisiche.
I fisici non sono ancora stati in grado di farlo per una semplice ragione: la massa del monopolo, come credono oggi i teorici, è molto grande. È almeno un terzo della massa di un protone ed è molto probabilmente paragonabile alla massa del quark T, la particella elementare più pesante fino ad oggi. I moderni acceleratori di particelle hanno iniziato solo di recente a raggiungere questo livello, motivo per cui le precedenti ricerche di monopoli nella forma in cui Dirac li immaginava erano impossibili nella pratica.
Ad esempio, l'LHC ha iniziato a cercare monopoli solo nel 2011, quando nel suo anello è stato installato un rilevatore MoEDAL, progettato per osservare le tracce di queste particelle superpesanti. È un insieme di schermi metallici e diverse centinaia di spazi vuoti di alluminio installati tra di loro e che interagiscono con particelle volanti.
Come concepito dai creatori di MoEDAL, alcuni dei monopoli "rimarranno incastrati" all'interno di queste aste, in modo che possano essere rilevati utilizzando sensori di campo magnetico supersensibile basati su superconduttori.
Gli ultimi tre tentativi di trovare monopoli utilizzando tali trappole - nel 2012, 2013 e 2015 - sono falliti. Nonostante l'aumento della sensibilità dei rivelatori e il raddoppio della potenza dello stesso LHC, i fisici non sono stati in grado di trovare alcuna traccia di particelle magnetiche unipolari, che restringevano nettamente il campo delle loro possibili ricerche.
Risultati simili, secondo James Pinfold, leader del progetto presso l'Università di Alberta a Edmonton, in Canada, sono stati ottenuti analizzando un set di dati completo per l'intero secondo ciclo dell'LHC, durante il quale MoEDAL ha accumulato sei volte più informazioni di per tutto il tempo precedente.
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Secondo gli scienziati, inizialmente sono stati in grado di rilevare circa quattro dozzine di potenziali tracce di monopoli, ma il nuovo test ha dimostrato che erano tutte causate da guasti ed errori nel funzionamento dei sensori di campo magnetico superconduttore e non da vere particelle elementari.
Tali risultati di misurazione, come nota Pinfold, indicano che la massa minima di un monopolo è di circa 400 miliardi di elettronvolt, che è circa 400 volte la massa di un protone e tre volte la massa di un quark T. Il gruppo di Rajanti è giunto a conclusioni simili, analizzando i dati da un'altra parte dell'LHC: l'acceleratore SPS, in cui, come credevano gli scienziati, i singoli monopoli possono essere combinati in coppie.
Tali particelle pesanti, secondo i fisici, saranno estremamente difficili da ricercare all'LHC e persino al suo successore, il collisore lineare ILC, osservando continuamente le collisioni di nuclei e protoni per molti anni. Per questo motivo, il mistero della discrezione delle cariche elettriche potrebbe rimanere irrisolto per diversi decenni, concludono gli scienziati.
