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CERN首次借助大型强子对撞机搜索双荷子,结果未发现其“芳踪”
来源:科技日报 2020-02-19 13:27:23

据欧洲核子研究中心(CERN)官网报道,该中心MoEDAL合作组称,他们首次借助大型强子对撞机(LHC)搜索双荷子,结果未发现其“芳踪”,但缩小了其存在的参数空间。双荷子是一种同时拥有磁荷和电荷的假想粒子,由诺贝尔奖获得者朱利安·史温格于1969年首次提出。

理论指出,磁单极子是拥有一个磁荷的理论粒子,给它一个电荷,它就会变成一个双荷子。粒子物理学诸多“大一统理论”都预言存在双荷子,但一直未有科学家在粒子加速器上开展搜索实验。

现在,旨在搜索磁单极子的MoEDAL合作组一马当先,使用该实验第2个子探测器系统搜索双荷子。这一子探测器由约2400条铝棒组成,总质量794千克。这些铝棒暴露于LHC从2015年至2017年期间产生的、质心对撞能量为13太电子伏特(TeV)的质子—质子对撞中,合作组随后使用特殊设备扫描铝棒并寻找双荷子,但未发现其“蛛丝马迹”。

不过,这一实验使MoEDAL可以进一步压缩双荷子的搜寻范围。他们表示,如果双荷子质量介于830到3180吉电子伏特(Gev)之间,那么,双荷子的磁荷一定超过6倍基本磁荷、电荷超过200倍基本电荷。

MoEDAL合作组发言人詹姆斯·平福称:“史温格提出双荷子并用它建立了物质磁模型。令人惊讶的是,他使用该模型成功预测了J/ψ粒子的存在,而后者1974年才‘现身’。如今,很多粒子物理学理论都预言存在双荷子,但此前没有人在粒子加速器上搜寻这种粒子,MoEDAL拔得头筹。”

维科技术MoEDAL计划再接再厉,在LHC三期运行阶段(拟2021年开始)搜寻磁单极子和双荷子,以及其他奇异粒子。平福表示:“我们正计划扩展实验的灵敏度,寻找其他奇异粒子,包括电荷不足基本电荷千分之一的粒子,以及寿命极长的弱相互作用中性粒子等,这些粒子有望为我们揭示新物理。”(记者刘霞)

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