Världens starkaste magnetfält

Publicerad: 2023-02-15 09:18:39 • Daniel Gårdefelt

Hos The Large Hadron Collider i Schweiz har det starkaste magnetfält som någonsin uppmätts någonstans i universum misslyckats med att producera detekterbara magnetiska monopoler. Dessa hypotetiska partiklar förutsägs av många beräkningar av möjliga fenomen bortom standardmodellen för partikelfysik, men mer än ett sekels sökande har fortfarande inte visat några tecken på dem.

Alla magneter som vi känner till i dagsläget har minst två poler – vanligast en nord- och sydpol, plus och minus. Men vissa modeller av universum förutspår att det borde finnas partiklar med bara en nord- eller en sydpol som kallas magnetiska monopoler. Till exempel skulle förekomsten av magnetiska monopoler förklara varför elektrisk laddning kvantiseras, vilket innebär att den kommer i paket med en minimistorlek.

Under det senaste århundradet eller så har forskare letat efter magnetiska monopoler både i rymden och i sammanbrott av partiklar vid kolliderare, men de har inte hittats ännu. Igor Ostrovskiy vid University of Alabama och hans kollegor letade efter monopoler som producerades av ett föreslaget fenomen som kallas Schwinger-effekten, där extremt kraftfulla magnetfält spontant kunde producera magnetiska partiklar och deras antipartiklar.

För att leta efter magnetiska monopoler använde teamet det största magnetfält som någonsin uppmätts. Detta produceras vid Large Hadron Collider (LHC) vid CERN nära Genève, Schweiz, när två strålar av blypartiklar krossas med extraordinära hastigheter. Det magnetfältet mäter cirka 1016 Tesla – cirka 2 miljarder miljarder gånger starkare än en typisk kylskåpsmagnet, eller 100 000 gånger starkare än magnetfältet från en magnetar, en starkt magnetiserad neutronstjärna.

"Av sökningarna efter magnetiska monopoler vid acceleratorer är vi definitivt som mest försiktiga", säger Ostrovskiy. "Ju starkare magnetfältet är, desto fler och desto tyngre monopoler kan vi teoretiskt producera." Ändå hittade forskarna inga monopoler, vilket satte de första starka gränserna för massan av dessa partiklar: de kan inte vara mindre än 70 gånger massan av en proton.

"Jag tycker inte att det är dags att ge upp än", säger Ostrovskiy. Han och hans team har planerat fler experiment när LHC slår på igen i år efter ett treårigt uppehåll under vilket kollideraren uppgraderades för att nå ännu högre energinivåer.

nOvan artikel är tagen från websidan Newscientist