Analisis data terbaru yang diperoleh di LHC setelah restart, sekali lagi tidak memungkinkan fisikawan menemukan jejak monopole magnetik - partikel hipotetis dengan hanya kutub positif atau hanya kutub negatif, menurut sebuah artikel yang diposting di perpustakaan elektronik arXiv.org.
“Terlepas dari kenyataan bahwa kami tidak menemukan monopole, kami berhasil memberikan perkiraan baru yang paling andal dari massa minimum dan kekuatan medan magnetnya. Ada perkiraan lain dari parameter ini, tetapi dibuat berdasarkan berbagai macam asumsi, bukan data eksperimen,”kata Arrtu Rajantie dari Imperial College London (Inggris).
Monopole magnetik adalah partikel hipotetis dengan satu kutub magnet, kemungkinan keberadaannya pertama kali diumumkan oleh fisikawan Inggris Paul Dirac pada tahun 1931. Jika para ilmuwan berhasil menemukannya di alam atau membuatnya di laboratorium, maka penemuan ini akan memastikan asumsi bahwa muatan listrik semua partikel adalah besaran yang terpisah, yang menjadi dasar hampir semua teori fisika modern.
Fisikawan belum dapat melakukan ini karena satu alasan sederhana - massa monopole, seperti yang diyakini para ahli teori saat ini, sangat besar. Ini setidaknya sepertiga dari massa proton dan kemungkinan besar sebanding dengan massa T-quark, partikel elementer terberat hingga saat ini. Akselerator partikel modern baru saja mulai mencapai tingkat ini, itulah sebabnya pencarian awal untuk monopole dalam bentuk yang dibayangkan Dirac mustahil dalam praktiknya.
Misalnya, LHC mulai mencari monopole hanya pada tahun 2011, ketika detektor MoEDAL dipasang di cincinnya, yang dirancang untuk mengamati jejak partikel superheavy ini. Ini adalah satu set layar logam dan beberapa ratus aluminium blank dipasang di antara mereka dan berinteraksi dengan partikel terbang.
Seperti yang dipahami oleh pencipta MoEDAL, beberapa monopole akan "tersangkut" di dalam batang-batang ini, sehingga dapat dideteksi menggunakan sensor medan magnet super sensitif berbasis superkonduktor.
Tiga upaya terakhir untuk menemukan monopole menggunakan jebakan semacam itu - pada 2012, 2013, dan 2015 - gagal. Terlepas dari peningkatan sensitivitas detektor dan penggandaan kekuatan LHC itu sendiri, fisikawan belum dapat menemukan jejak partikel magnetik unipolar, yang secara tajam mempersempit bidang pencarian yang mungkin mereka lakukan.
Hasil serupa, menurut James Pinfold, pemimpin proyek di University of Alberta di Edmonton, Kanada, diperoleh dengan menganalisis kumpulan data lengkap untuk seluruh siklus kedua LHC, di mana MoEDAL mengumpulkan enam kali lebih banyak informasi daripada untuk semua waktu sebelumnya.
Video promosi:
Menurut para ilmuwan, awalnya mereka dapat mendeteksi sekitar empat lusin jejak potensial monopole, tetapi pengujian ulang menunjukkan bahwa semuanya disebabkan oleh kegagalan dan kesalahan dalam pengoperasian sensor medan magnet superkonduktor, dan bukan oleh partikel elementer yang sebenarnya.
Hasil pengukuran seperti itu, seperti yang dicatat Pinfold, menunjukkan bahwa massa minimum monopole adalah sekitar 400 miliar elektron volt, yaitu sekitar 400 kali massa proton dan tiga kali massa quark T. Kelompok Rajanti sampai pada kesimpulan serupa, menganalisis data dari bagian lain LHC - akselerator SPS, di mana, seperti yang diyakini para ilmuwan, monopole individu dapat digabungkan menjadi pasangan.
Partikel berat seperti itu, menurut fisikawan, akan sangat sulit dicari di LHC dan bahkan pada penggantinya, penumbuk linier ILC, yang terus mengamati tumbukan inti dan proton selama bertahun-tahun. Untuk alasan ini, misteri keleluasaan muatan listrik mungkin tetap tidak terpecahkan selama beberapa dekade, para ilmuwan menyimpulkan.
