Există oare monopoli magnetici? Adică particule cu „sarcină magnetică”, un fel de doar polul sud sau doar polul nord al unui magnet. Într-un articol publicat recent se discută exact acest subiect, al monopolilor magnetici, în încercarea de a-i identifica în contextul razelor cosmice și al experimentelor de la acceleratoarele de particule. Să vedem cu ce rezultate.

Sarcina electrică

Cu toții știm că există sarcini electrice negative, pozitive și particule neutre din punct de vedere electric. Atomii, de exemplu, sunt alcătuiți din protoni, care au sarcina electrică pozitivă și care împreună cu neutronii, neutri din punct de vedere electric, formează nucleele, și electroni, cu sarcina electrică negativă, aflați în jurul nucleelor. Sarcinile electrice de același semn se resping, în timp ce cele de semn opus se atrag. Ce se întâmplă însă cu sarcina magnetică?

Monopolii magnetici

Există o sarcină magnetică asemănătoare cu cea electrică? Știm că magneții au un pol nord și un pol sud. Dacă rupem un magnet, obținem magneți mai mici care, la rândul lor, au un pol nord și unul sud – nu este posibil să separăm cei doi poli. Existența unei ipotetice particule cu sarcină magnetică ar reprezenta un monopol magnetic, adică un magnet cu un singur pol, nu cu cei doi – polul nord și sud – pe care îi cunoaștem.

A fost avansată ipoteza conform căreia astfel de particule ar putea exista. Chiar Paul Dirac, unul dintre cei mai importanți fizicieni ai secolului trecut, a formulat teorii în cadrul cărora ar putea exista monopoli. Până la ora actuală însă nimeni nu a văzut un monopol magnetic.  

Căutarea monopolilor

În acest context, într-un articol publicat în revista Physics Reviews Letters, se analizează datele existente, atât cele obținute în urma studiului razelor cosmice, cât și la acceleratoare de particule.

Ipoteza este aceea că în urma interacțiunii razelor cosmice, adică particule care provin din depărtările Universului, în mare parte protoni, ar putea lua naștere monopoli magnetici. Acești monopoli s-ar forma în urma interacțiunii razelor cosmice cu molecule din atmosfera terestră. Amintim că există raze cosmice cu energii mult mai mari decât putem noi genera la ora actuală la acceleratoare, inclusiv la Marele Accelerator de la CERN.  

A fost găsit vreun monopol?

Vânătoarea de monopoli a pornit de la calcule și simulări pe calculator, care indicau cam cum ar putea arăta procesele ce generează monopoli în urma interacțiunii razelor cosmice în atmosferă .

Mai departe s-a studiat tipul de semnale pe care ar trebui să le măsurăm dacă într-adevăr monopolii există. S-ar forma practic un flux constant de monopoli care ar „ploua” pe Pământ și ar fi măsurat de experimentele noastre. Fluxul acestor monopoli depinde de eventuala masă a acestora și de modelele folosite.

Cum nu a fost măsurat un semnal clar al monopolilor, s-au putut pune doar limite asupra proprietăților pe care aceștia ar putea să le aibă.

Ce rezultate au fost obținute?

Chiar dacă monopolii nu au fost descoperiți, limitele asupra proprietăților lor sunt extrem de interesante. Astfel, au fost studiați monopoli cu masa posibilă mult mai mare decât energia particulelor de la Marele Accelerator de particule de la CERN – circa 10 ori mai mare, adică 100 TeV (TeV reprezintă 1012 electronVolt și este o unitate de energie folosită în fizica particulelor; în această unitate, masa unui proton, de exemplu, este circa 109 electronVolt – circa 1 GeV).

Căutările monopolilor continuă, atât la acceleratoare, cât și în razele cosmice, întrucât aceștia ar putea exista, însă ori având o masă diferită față de cea examinată în prezent, ori fiind mult mai rari decât s-a sperat, și deci dificil de identificat cu tehnologia / metodele actuale.

Subiectul monopolilor este unul deosebit de interesant pentru fizicieni, care ar putea să ne rezerve surprize plăcute în viitor.

CITIȚI ȘI:

Misterul constantei lui Hubble: explicat de un Univers paralel?

LĂSAȚI UN MESAJ

Introduceti comentariul
Introdu numele

2 + five =