CERN首次開(kāi)展雙荷子搜索實(shí)驗(yàn) 結(jié)果未發(fā)現(xiàn)其“芳蹤”

據(jù)歐洲核子研究中心(CERN)官網(wǎng)17日?qǐng)?bào)道，該中心MoEDAL合作組稱(chēng)，他們首次借助大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)搜索雙荷子，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)其“芳蹤”，但縮小了其存在的參數(shù)空間。雙荷子是一種同時(shí)擁有磁荷和電荷的假想粒子，由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者朱利安·史溫格于1969年首次提出。

理論指出，磁單極子是擁有一個(gè)磁荷的理論粒子，給它一個(gè)電荷，它就會(huì)變成一個(gè)雙荷子。粒子物理學(xué)諸多“大一統(tǒng)理論”都預(yù)言存在雙荷子，但一直未有科學(xué)家在粒子加速器上開(kāi)展搜索實(shí)驗(yàn)。

現(xiàn)在，旨在搜索磁單極子的MoEDAL合作組一馬當(dāng)先，使用該實(shí)驗(yàn)第2個(gè)子探測(cè)器系統(tǒng)搜索雙荷子。這一子探測(cè)器由約2400條鋁棒組成，總質(zhì)量794千克。這些鋁棒暴露于LHC從2015年至2017年期間產(chǎn)生的、質(zhì)心對(duì)撞能量為13太電子伏特(TeV)的質(zhì)子—質(zhì)子對(duì)撞中，合作組隨后使用特殊設(shè)備掃描鋁棒并尋找雙荷子，但未發(fā)現(xiàn)其“蛛絲馬跡”。

不過(guò)，這一實(shí)驗(yàn)使MoEDAL可以進(jìn)一步壓縮雙荷子的搜尋范圍。他們表示，如果雙荷子質(zhì)量介于830到3180吉電子伏特(Gev)之間，那么，雙荷子的磁荷一定超過(guò)6倍基本磁荷、電荷超過(guò)200倍基本電荷。

MoEDAL合作組發(fā)言人詹姆斯·平福稱(chēng)：“史溫格提出雙荷子并用它建立了物質(zhì)磁模型。令人驚訝的是，他使用該模型成功預(yù)測(cè)了J/ψ粒子的存在，而后者1974年才‘現(xiàn)身’。如今，很多粒子物理學(xué)理論都預(yù)言存在雙荷子，但此前沒(méi)有人在粒子加速器上搜尋這種粒子，MoEDAL拔得頭籌。”

MoEDAL計(jì)劃再接再厲，在LHC三期運(yùn)行階段(擬2021年開(kāi)始)搜尋磁單極子和雙荷子，以及其他奇異粒子。平福表示：“我們正計(jì)劃擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的靈敏度，尋找其他奇異粒子，包括電荷不足基本電荷千分之一的粒子，以及壽命極長(zhǎng)的弱相互作用中性粒子等，這些粒子有望為我們揭示新物理。”(記者劉霞)

關(guān)鍵詞： 雙荷子搜索實(shí)驗(yàn)