การทดลองกำลังเปิดเผยรายละเอียดใหม่เกี่ยวกับคุณสมบัติเฉพาะของ เซ็กซี่บาคาร่า ‘แม่เหล็กโมโนโพล’ ดูเหมือนว่าขั้วแม่เหล็กจะแยกออกไม่ได้: ผ่าแม่เหล็กครึ่งหนึ่ง แล้วคุณจะได้แม่เหล็กที่มีขนาดเล็กกว่า 2 อัน โดยแต่ละอันมีขั้วเหนือและใต้เป็นของตัวเอง แต่อนุภาคแม่เหล็กที่แปลกปลอมซึ่งดูถูกกฎนี้อาจซ่อนตัวอยู่โดยไม่มีใครตรวจพบ นักฟิสิกส์บางคนสงสัย
การตามล่าหาอนุภาคสมมุติฐานที่เรียกว่าแม่เหล็กโมโนโพล ซึ่งมีขั้วเหนือหรือใต้เพียงขั้วเดียว ตอนนี้ นักวิจัยสองกลุ่มได้แยกมวลและลักษณะที่เป็นไปได้ของอนุภาคลงเพิ่มเติม โดยใช้ข้อมูลจากเครื่องเร่งอนุภาคและซากของดาวฤกษ์
มีเหตุผลที่ดีที่จะสงสัยว่ามีแม่เหล็กโมโนโพลอยู่ที่นั่น
นักฟิสิกส์บางคนแนะนำ การมีอยู่ของอนุภาคจะอธิบายได้ว่าทำไมประจุไฟฟ้าจึงถูกวัดปริมาณ – เหตุใดจึงดูเหมือนว่าจะมาเป็นจำนวนเต็มทวีคูณของประจุของอิเล็กตรอนแทนที่จะเป็นช่วงค่าต่อเนื่อง เป็นผลให้โมโนโพลแม่เหล็กเป็นที่นิยม เจมส์ พินโฟลด์ นักฟิสิกส์อนุภาคจากมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตาในเมืองเอดมันตัน ประเทศแคนาดา กล่าวว่า “หลายคนคิดว่าควรมีอยู่จริง
หากตรวจพบแม่เหล็กโมโนโพลเพียงตัวเดียว การค้นพบจะทำให้รากฐานของฟิสิกส์กลับคืนสู่สภาพเดิม สมการที่ควบคุมไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเป็นภาพสะท้อนของกันและกัน แต่ปรากฏการณ์ทั้งสองมีความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่ง โปรตอนและอิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้าบวกและลบ ตามลำดับ แต่ไม่มีอนุภาคใดที่มีประจุแม่เหล็ก โมโนโพลแม่เหล็กจะเป็นครั้งแรก และหากถูกค้นพบ ไฟฟ้าและแม่เหล็กในที่สุดจะเท่าเทียมกัน
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นหาโมโนโพลแม่เหล็กอย่างไร้ผล งานล่าสุดที่ Large Hadron Collider ซึ่งตั้งอยู่ที่ห้องทดลองฟิสิกส์อนุภาค CERN ในเจนีวา ได้ชุบชีวิตการค้นหาอีกครั้ง โมโนโพลแม่เหล็กอาจเกิดขึ้นที่นั่นเมื่อโปรตอนชนเข้าด้วยกันด้วยพลังงานที่สูงเป็นประวัติการณ์ที่ 13 ล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์
น่าเสียดายที่การค้นหาล่าสุดโดย Pinfold และผู้ทำงานร่วมกันกับ Monopole และ Exotics Detector ที่ LHC หรือ MoEDAL (ออกเสียงว่า “เหรียญ”) ไม่พบ monopoles แม่เหล็กแม้จะวิเคราะห์ข้อมูลมากกว่าหกเท่าของโครงการก่อนหน้านี้ ถึงกระนั้น การวิจัยใหม่ได้กำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดที่สุดบางส่วนเกี่ยวกับความง่ายในการโต้ตอบของอนุภาคสมมุติกับสสาร การทำงานร่วมกันของ MoEDAL รายงานวันที่ 28 ธันวาคมที่ arXiv.org
โมโนโพลแม่เหล็กอาจอาศัยอยู่ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กแรงเป็นพิเศษและมีอุณหภูมิสูง ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ โมโนโพลคู่หนึ่งอาจก่อตัวขึ้นเองตามธรรมชาติ สภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นนี้สามารถพบได้รอบๆ ดาวฤกษ์ตายชนิดพิเศษที่เรียกว่า แมกนีตาร์ และหลังจากการชนกันของนิวเคลียสอะตอมหนักในเครื่องเร่งอนุภาค จากการศึกษาสถานการณ์ทั้งสองนี้ นักฟิสิกส์ Arttu Rajantie และ Oliver Gould ทั้งสองแห่ง Imperial College London ได้วางข้อจำกัดใหม่เกี่ยวกับมวลของ monopoles นักวิจัยรายงานใน จดหมายทบทวน ทางกายภาพ 15 ธันวาคม
ถ้าแม่เหล็กโมโนโพลมีมวลค่อนข้างเล็ก
อนุภาคจะดูดกลืนความแรงของสนามแม่เหล็กของแมกนีตาร์ ข้อเท็จจริงดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าอนุภาคต้องมีมวลมากกว่า 0.3 พันล้านอิเล็กตรอนโวลต์ – ประมาณหนึ่งในสามของมวลโปรตอน – นักวิจัยคำนวณ การประมาณนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติอื่นที่ไม่รู้จักของโมโนโพล ความแรงของประจุแม่เหล็กของพวกมัน อนุภาคมีประจุแม่เหล็กน้อยที่สุด ประจุแม่เหล็กที่มากกว่าค่าพื้นฐานนี้จะสอดคล้องกับมวลขั้นต่ำที่มากกว่า 0.3 พันล้านอิเล็กตรอนโวลต์
สำหรับโมโนโพลที่มีประจุขั้นต่ำสองเท่า Rajantee และ Gould ระบุว่าโมโนโพลแบบแม่เหล็กต้องมีมวลมากกว่าอิเล็กตรอนโวลต์ประมาณ 10 พันล้านโวลท์ โดยอาศัยข้อมูลจากการชนของนิวเคลียสตะกั่วใน Super Proton Synchrotron ซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดเล็กที่ CERN การศึกษาการชนกันของนิวเคลียสตะกั่วใน LHC ที่คล้ายคลึงกันสามารถปรับปรุงการประมาณการนี้ได้ เนื่องจากพลังงานการชนที่สูงขึ้นของ LHC
ในขณะที่การทดลองอื่นๆ ได้กำหนดขีดจำกัดมวลโมโนโพลที่สูงกว่าการประมาณการใหม่ การวิเคราะห์เหล่านั้นอาศัยสมมติฐานทางทฤษฎีที่น่าสงสัย Rajantie กล่าว “ปัจจุบันเหล่านี้เป็นขอบเขตที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับมวลของโมโนโพลแม่เหล็กที่ไม่อาศัยสมมติฐาน” เกี่ยวกับวิธีการสร้างอนุภาค เขากล่าว
ผลลัพธ์ที่ได้ “น่าตื่นเต้นมาก” นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Kimball Milton จากมหาวิทยาลัยโอคลาโฮมาในนอร์มันซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว แน่นอน เขาเสริมว่า “ไม่น่าตื่นเต้นเท่ากับว่ามีคนพบแม่เหล็กโมโนโพลจริงๆ”
แม้ว่าโมโนโพลจะมีอยู่จริง แต่อนุภาคก็อาจหนักมากจนไม่สามารถผลิตโดยเครื่องเร่งความเร็วหรือกระบวนการในจักรวาลได้ ขั้วแม่เหล็กขั้วเดียวในจักรวาลอาจเป็นเศษของบิ๊กแบง อนาคตของ MoEDAL ซึ่งตั้งอยู่บนยอดเขาแทนที่จะอยู่ในถ้ำของเครื่องเร่งความเร็ว สามารถมองหาขั้วแม่เหล็กแบบแม่เหล็กที่โปรยลงมาบนพื้นโลกจากอวกาศได้ Pinfold กล่าว เซ็กซี่บาคาร่า / ร้านอาหาร
