A análise dos últimos dados obtidos no LHC após sua reinicialização, mais uma vez, não permitiu aos físicos encontrarem vestígios de monopólos magnéticos - partículas hipotéticas com apenas pólo positivo ou apenas negativo, de acordo com artigo publicado na biblioteca eletrônica arXiv.org.
“Apesar de não termos encontrado monopólos, conseguimos fornecer estimativas novas e mais confiáveis de sua massa mínima e força do campo magnético. Existem outras estimativas desses parâmetros, mas foram feitas com base em vários tipos de suposições, não em dados experimentais”, disse Arrtu Rajantie do Imperial College London (Reino Unido).
Monopólos magnéticos são partículas hipotéticas com um pólo magnético, cuja possível existência foi anunciada pela primeira vez pelo físico inglês Paul Dirac em 1931. Se os cientistas conseguirem encontrá-los na natureza ou criá-los em laboratório, essa descoberta confirmará sem ambigüidade a suposição de que as cargas elétricas de todas as partículas são quantidades discretas, nas quais quase todas as teorias físicas modernas se baseiam.
Os físicos ainda não foram capazes de fazer isso por uma razão simples - a massa do monopolo, como os teóricos acreditam hoje, é muito grande. É pelo menos um terço da massa de um próton e é provavelmente comparável à massa do quark T, a partícula elementar mais pesada até hoje. Os aceleradores de partículas modernos só recentemente começaram a atingir esse nível, e é por isso que pesquisas anteriores por monopólos na forma em que Dirac os imaginava eram impossíveis na prática.
Por exemplo, o LHC começou a buscar monopolos apenas em 2011, quando um detector MoEDAL foi instalado em seu anel, projetado para observar os vestígios dessas partículas superpesadas. É um conjunto de telas de metal e várias centenas de placas de alumínio instaladas entre elas e interagindo com partículas voadoras.
Conforme concebido pelos criadores do MoEDAL, alguns dos monopolos ficarão "presos" dentro dessas hastes, para que possam ser detectados por sensores de campo magnético supersensíveis baseados em supercondutores.
As últimas três tentativas de encontrar monopolos usando tais armadilhas - em 2012, 2013 e 2015 - falharam. Apesar do aumento da sensibilidade dos detectores e da duplicação da potência do próprio LHC, os físicos não conseguiram encontrar nenhum vestígio de partículas magnéticas unipolares, o que estreitou drasticamente o campo de suas possíveis buscas.
Resultados semelhantes, de acordo com James Pinfold, líder de projeto da Universidade de Alberta em Edmonton, Canadá, foram obtidos analisando o conjunto de dados completo para todo o segundo ciclo do LHC, durante o qual o MoEDAL acumulou seis vezes mais informações do que por todo o tempo anterior.
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De acordo com os cientistas, inicialmente eles foram capazes de detectar cerca de quatro dúzias de traços potenciais de monopólos, mas uma segunda verificação mostrou que todos eles foram causados por falhas e erros na operação de sensores de campo magnético supercondutor, e não por partículas elementares reais.
Esses resultados de medição, como observa Pinfold, indicam que a massa mínima de um monopolo é de cerca de 400 bilhões de elétron-volts, o que é cerca de 400 vezes a massa de um próton e três vezes a massa de um quark T. O grupo de Rajanti chegou a conclusões semelhantes quando analisou dados de outra parte do LHC - o acelerador SPS, no qual, como os cientistas acreditavam, monopolos individuais podiam ser combinados em pares.
Essas partículas pesadas, segundo os físicos, serão extremamente difíceis de pesquisar no LHC e mesmo em seu sucessor, o colisor linear ILC, observando continuamente colisões de núcleos e prótons por muitos anos. Por esta razão, o mistério da discretividade das cargas elétricas pode permanecer sem solução por várias décadas, concluem os cientistas.
