Новости науки
На Большом адронном коллайдере искали экзотические частицы
Физики из группы MoEDAL провели на Большом адронном коллайдере (БАК) поиск магнитных монополей – экзотических частиц, которые обладают лишь одним магнитным полюсом. Хотя ученые не обнаружили их, они сумели сузить окно поиска для будущих исследований.
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 (процесс 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 процесса Дрелла-Яна и фотонного синтеза.
Детектор MoEDAL состоит 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, исключено существование монополей с массой до 80 ГэВ.
Статья размещена на сервере препринтов arXiv
Возможное доказательство существования глюболов
Международная группа физиков объявила о возможном доказательстве существования глюболов – так называют гипотетические взаимодействия, которые происходят между глюонами, носителями сильного ядерного взаимодействия. Согласно современным представлениям, глюоны удерживают кварки вместе, формируя адроны (в частности, протоны и нейтроны) и мезоны (частицы, состоящие из кварка и антикварка). Существует вероятность того, что глюоны могут образовывать частицы без участия кварков – глюболы, или глюонные шары. Предсказание о существовании глюболов является одним из наиболее важных предсказаний Стандартной модели физики элементарных частиц, которое еще не было подтверждено экспериментально. Глюболы – единственные частицы, предсказанные Стандартной моделью, с полным моментом импульса (J) (иногда называемым «собственным спином»), который может быть либо 2, либо 3 в их основном состоянии.
С целью найти признаки существования глюболов участники исследования провели эксперименты по столкновению мезонов на Пекинском электрон-позитронном коллайдере, расположенном в Институте физики высоких энергий. Ученые смогли проанализировать 10 миллиардов событий, полученных за последнее десятилетие, и обнаружить свидетельства существования частиц со средней массой около 2395 мегаэлектронвольт, что соответствует ожидаемым параметрам для глюболов.