CERN首次开展双荷子搜索实验

科技日报 2020-02-19

　　据欧洲核子研究中心（CERN）官网17日报道，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。”

　　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）

责任编辑：杨茗

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