El análisis de los últimos datos obtenidos en el LHC después de su reinicio, una vez más, no permitió a los físicos encontrar rastros de monopolos magnéticos, partículas hipotéticas con solo un polo positivo o solo negativo, según un artículo publicado en la biblioteca electrónica arXiv.org.
“A pesar de que no encontramos monopolos, logramos dar estimaciones nuevas y más confiables de su masa mínima y la fuerza del campo magnético. Hay otras estimaciones de estos parámetros, pero se hicieron sobre la base de varios tipos de suposiciones, no datos experimentales”, dijo Arrtu Rajantie del Imperial College de Londres (Reino Unido).
Los monopolos magnéticos son partículas hipotéticas con un polo magnético, cuya posible existencia fue anunciada por primera vez por el físico inglés Paul Dirac en 1931. Si los científicos logran encontrarlos en la naturaleza o crearlos en el laboratorio, entonces este descubrimiento confirmará sin ambigüedades la suposición de que las cargas eléctricas de todas las partículas son cantidades discretas, en las que se basan casi todas las teorías físicas modernas.
Los físicos aún no han podido hacer esto por una simple razón: la masa del monopolo, como creen los teóricos hoy en día, es muy grande. Es al menos un tercio de la masa de un protón y es muy probablemente comparable a la masa del quark T, la partícula elemental más pesada hasta la fecha. Los aceleradores de partículas modernos apenas han comenzado a alcanzar este nivel, por lo que las búsquedas anteriores de monopolos en la forma en que Dirac los imaginaba eran imposibles en la práctica.
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Por ejemplo, el LHC comenzó a buscar monopolos recién en 2011, cuando se instaló un detector MoEDAL en su anillo, diseñado para observar los rastros de estas partículas superpesadas. Es un conjunto de pantallas metálicas y varios cientos de espacios en blanco de aluminio instalados entre ellos e interactuando con partículas voladoras.
Tal como lo concibieron los creadores de MoEDAL, algunos de los monopolos se "atascarán" dentro de estas varillas, de modo que puedan detectarse mediante sensores de campo magnético supersensibles basados en superconductores.
Los últimos tres intentos de encontrar monopolos utilizando tales trampas, en 2012, 2013 y 2015, han fracasado. A pesar del aumento de la sensibilidad de los detectores y de la duplicación de la potencia del propio LHC, los físicos no han podido encontrar ningún rastro de partículas magnéticas unipolares, lo que redujo drásticamente el campo de sus posibles búsquedas.
Se obtuvieron resultados similares, según James Pinfold, líder del proyecto en la Universidad de Alberta en Edmonton, Canadá, al analizar un conjunto de datos completo para todo el segundo ciclo del LHC, durante el cual MoEDAL acumuló seis veces más información que por todo el tiempo anterior.
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Según los científicos, inicialmente pudieron detectar alrededor de cuatro docenas de rastros potenciales de monopolos, pero las nuevas pruebas mostraron que todos fueron causados por fallas y errores en el funcionamiento de los sensores de campo magnético superconductores, y no por partículas elementales reales.
Estos resultados de medición, como señala Pinfold, indican que la masa mínima de un monopolo es de aproximadamente 400 mil millones de electronvoltios, que es aproximadamente 400 veces la masa de un protón y tres veces la masa de un quark T. El grupo de Rajanti llegó a conclusiones similares cuando analizaron datos de otra parte del LHC: el acelerador SPS, en el que, como creían los científicos, los monopolos individuales podían combinarse en pares.
Tales partículas pesadas, según los físicos, serán extremadamente difíciles de buscar en el LHC e incluso en su sucesor, el colisionador lineal ILC, que observa continuamente colisiones de núcleos y protones durante muchos años. Por esta razón, el misterio de la discreción de las cargas eléctricas puede permanecer sin resolver durante varias décadas, concluyen los científicos.
