ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΟΜΑΔΑ
ΕΚΛΑΪΚΕΥΣΗΣ
INTERNATIONAL PARTICLE PHYSICS
OUTREACH GROUP (IPPOG)
|
ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΟΜΑΔΑ |
INTERNATIONAL PARTICLE PHYSICS |
...πίσω στον κατάλογο των Δελτίων Τύπου
CERN: Δελτίο Τύπου
Γενεύη, 10 Αυγούστου 2016
Η πρώτη δημοσίευση του πειράματος MoEDAL σχετικά με την έρευνα μαγνητικών μονοπόλων
Γενεύη, 10 Αυγούστου 2016. Σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε σήμερα στο επιστημονικό περιοδικό JHEP, αναφέρεται οτι το πείραμα του CERN(1) MoEDAL κατάφερε να μειώσει το εύρος αναζήτησης ενός υποθετικού σωματιδίου, του μαγνητικού μονοπόλου. Τις τελευταίες δεκαετίες τα πειράματα προσπαθούν να βρουν ενδείξεις μαγνητικών μονοπόλων στους επιταχυντές, συμπεριλαμβανομένου και του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN. Αυτά τα σωματίδια προβλέφθηκαν αρχικά από τον φυσικό Paul Dirac την δεκαετία του 1930, αλλά ποτέ ως τώρα δεν παρατηρήθηκαν.
"Σήμερα το πείραμα MoEDAL κοινοποίησε τα πρώτα αποτελέσματα φυσικής, προστιθέμενο στα υπόλοιπα ερευνητικά πειράματα αιχμής του LHC", λέει ο υπεύθυνος του MoEDAL, James Pinfold.
Ακριβώς όπως στον ηλεκτρισμό υπάρχουν 2 φορτία, θετικό και αρνητικό, στον μαγνητισμό υπάρχουν 2 πόλοι, ο βόρειος και ο νότιος. Η διαφορά είναι οτι ενώ είναι εύκολο να απομονώσεις ένα θετικό ή ένα αρνητικ? ηλεκτρικό φορτίο, κανείς ως τώρα δεν έχει συναντήσει ένα απομονωμένο μαγνητικό φορτίο (μονόπολο). Αν πάρουμε μια μαγνητική ράβδο και την κόψουμε στη μέση, θα έχουμε δύο μικρότερες ίδιες μαγνητικές ράβδους με βόρειο και νότιο πόλο. Παρ?ολ?αυτά θεωρητικά προτείνεται οτι ο μαγνητισμός θα μπορούσε να είναι μια ιδιότητα των στοιχειωδών σωματιδίων. Οπότε, όπως τα ηλεκτρόνια μεταφέρουν αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο και τα πρωτόνια μεταφέρουν θετικό φορτίο, έτσι και τα μονόπολα θα μπορούσαν θεωρητικά να έχουν μόνο ένα βόρειο ή μόνο ένα νότιο πόλο.
Αν τα μονόπολα υπάρχουν, πιστεύουμε οτι θα πρέπει να έχουν πολύ μεγάλη μάζα. Καθώς ο επιταχυντής LHC παράγει συγκρούσεις σε πρωτόγνωρες ενέργειες, οι φυσικοί ίσως μπορέσουν να παρατηρήσουν τέτοια σωματίδια αν είναι αρκετά ελαφρά για να είναι εφικτή η ανίχνευσή τους από τον LHC. Για παράδειγμα, οι συγκρούσεις πρωτονίου-πρωτονίου υψηλής ενέργειας θα μπορούσαν να παράγουν ζεύγη βόρειου και αντίστοιχα νότιου μονoπόλου . Τα μονόπολα θα μπορούσαν να εκδηλώσουν την παρουσία τους μέσω του μαγνητικού τους φορτίου και της πολύ υψηλής ιονίζουσας ισχύος τους, η οποία υπολογίζεται οτι είναι 4700 φορές υψηλότερη εκείνης των πρωτονίων. Το πείραμα MoEDAL στον LHC έχει σχεδιαστεί ειδικά για να ανιχνεύσει αυτά τα αποτελέσματα.
Το MoEDAL αποτελείται από ένα μεγάλο παθητικό ανιχνευτή, που έχει εγκατασταθεί κοντά στο πείραμα LHCb. Καθώς τα μονόπολα θα πρέπει να είναι εξαιρετικά ιονίζοντα σωματίδια, αναμένεται να αφήνουν τροχιές σε πλαστικούς ανιχνευτές (NTDs) οι οποίοι κατόπιν εξετ?ζονται με μικροσκόπιο. Τα μονόπολα επίσης θα έχαναν την εν?ργει? τους πολύ γρήγορα και επομένως θα επιβραδύνονταν από μια άλλη συσκευή που αποτελείται από 0,8 τόννους ανιχνευτών αλουμινίου που ενεργούν σαν παγίδα. Ένα παγιδευμένο μονόπολο θα εκδήλωνε την παρουσία του κατά τη σάρωση των ανιχνευτών από ένα μαγνητόμετρο για την ύπαρξη μαγνητικού πεδίου. Επί πλέον, το MoEDAL περιλαμβάνει διάταξη ανιχνευτών TimePix πίξελ πυριτίου, που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή του περιβάλλοντος του πειράματος σε πραγματικό χρόνο.
Το άρθρο που δημοσιεύθηκε σήμερα βασίζεται στην ανάλυση δεδομένων που συλλέχθηκαν κατά την πρώτη περίοδο λειτουργίας του LHC, όταν ο ανιχνευτής παγίδευσης ήταν ακόμη στη φάση πρωτοτύπου. Αν και δεν υπάρχει καμμία ένδειξη για παγιδευμένα μονόπολα, τα αποτελέσματα επέτρεψαν στο πείραμα MoEDAL να θέσει νέα όρια στη μάζα τους, υποθέτοντας έναν πιθανό τρόπο παραγωγής αυτών των υποθετικών σωματιδίων. Επίσης προσφέρουν μια καθαρή επίδειξη της ισχύος του ανιχνευτή MoEDAL, καθώς το LHC παράγει δεδομένα υψηλότερης ενέργειας. Το πείραμα MoEDAL τώρα εργάζεται ενεργά για την ανάλυση των δεδομένων που συλλέχθηκαν το 2015 από τον πλήρη ανιχνευτή (συμπεριλαμβανομένων των πλαστικών NTDs και των ανιχνευτών παγίδευσης), με ορατή την συναρπαστική πιθανότητα επαναστατικών ανακαλύψεων σε νέα σενάρια φυσικής.
Το άρθρο που δημοσιεύθηκε σήμερα υπογράφεται από μαθητές του σχολείου Simon Langton, του Canterbury του Ηνωμένου Βασιλείου, που προσχώρησε στο πείραμα MoEDAL το 2013, και από το Ινστιτούτο για την Έρευνα στα Σχολεία (IRIS), που έχει σκοπό να εισάγει την έρευνα αιχμής σε σχολεία.
Περισσότερες πληροφορίες:
Σύνδεσμος στο επιστημονικό άρθρο: http://arxiv.org/abs/1604.06645,
Σύνδεσμος στον ιστότοπο του πειράματος MoEDAL: http://moedal.web.cern.ch/,
Εικόνες: https://cds.cern.ch/record/2157891, https://cds.cern.ch/record/2162912,
Videos: https://cds.cern.ch/record/1360998, https://cds.cern.ch/record/2206363,
Η τελευταία δημοσίευση του πειράματος ATLAS σχετικά με την έρευνα μονοπόλων: "Search for magnetic monopoles and stable particles with high electric charges in 8 TeV pp collisions with the ATLAS detector", Phys.Rev.D93, 052009: http://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.93.052009
(1) CERN (European Organization for Nuclear Research) είναι το σημαντικότερο παγκοσμίως εργαστήριο σωματιδιακής φυσικής, με κεντρικές εγκαταστάσεις στη Γενεύη. Σήμερα οι χώρες μέλη του CERN είναι οι Αυστρία, Βέλγιο, Βουλγαρία, Γαλλία, Γερμανία, Δανία, Ελβετία, Ελλάδα, Ηνωμένο Βασίλειο, Ισπανία, Ισραήλ, Ιταλία, Κάτω Χώρες, Νορβηγία, Ουγγαρία, Πολωνία, Πορτογαλία, Σλοβακία, Σουηδία, Τσέχικη Δημοκρατία και Φινλανδία. Η Ρουμανία είναι υποψήφιο μέλος και οι Σερβία και Τουρκία είναι συνδεδεμένα μέλη (στο προπαρασκευαστικό στάδιο συμμετοχής ως πλήρη μέλη). Οι Ινδία, Ιαπωνία, Ρωσία, ΗΠΑ, Ευρωπαϊκή Ένωση, JINR και UNESCO συμμετέχουν ως παρατηρητές.
Δείτε το Δελτίο τύπου
Μετάφραση: Ελένη Χατζηχρήστου
European Particle Physics Communication Network (EPPCN) και
Astroparticle Physics European Consortium (APPEC), Communication Officer