Con las estimaciones de restricciones de masa en los monopolos magnéticos, ¿cuál es la probabilidad de que el LHC (MoEDAL) encuentre uno?

Fermilab parece haber descartado monopolos con masa inferior a 850 GeV, pero he visto algunas estimaciones de la masa que se cree que son del orden de hasta 10 18 GeV, lo que, por supuesto, los haría indetectables en cualquier acelerador. Para 2013, el LHC está programado para alcanzar hasta 14 TeV. El único avistamiento discutido de un monopolo magnético producido por rayos cósmicos fue en 1982 cuando Blas Cabrera informó haber descubierto uno (monopolo de evento de San Valentín). Esto nunca ha sido duplicado. El CERN ha instalado el Detector Monopolar y Exótico MOEDAL . Otros experimentos establecidos para detectarlos son la antena transitoria impulsiva antártica, ANITA , y la matriz de detección de muones y neutrinos antárticos, también conocida como AMANDA .. Si bien ambos detectaron neutrinos, ninguno detectó monopolos magnéticos (buscando la radiación de Cerenkov producida por productos de interacción de monopolos). Otro método de detección es buscar corriente inducida en un anillo superconductor cuando pasa un monopolo. Joseph Polchinski llamó a la existencia de monopolos "una de las apuestas más seguras que uno puede hacer sobre la física que aún no se ha visto". Esto muestra cierto optimismo de su parte de que uno será visto. ¿Hay alguna razón o forma de limitar la masa del monopolo al alza a 14 TEV o menos?

Respuestas (1)

Estimado Gordon, Polchinski no insinuó nada acerca de la ligereza de los monopolos. Está sobreinterpretando lo que dijo: su declaración fue una declaración de principio de un teórico. Para estar seguros, la colaboración de MoEDAL también lo ha sobreinterpretado: nunca sugirió que un experimento de este tipo encontraría a la bestia. Aún así, es muy importante saber si existen partículas tan diferentes cualitativamente, incluso si pensamos que es muy probable que no se detecten directamente en un futuro cercano (o lejano). La mayor parte de la física teórica de vanguardia contemporánea se ocupa de objetos que probablemente nunca serán detectados mediante experimentos directos, por obvias limitaciones financieras y tecnológicas.

Directamente experimentalmente, el límite inferior de la masa es de solo 500 GeV más o menos, pero cuando se agrega sabiamente alguna teoría, se requiere que la masa sea exponencialmente más alta que la escala de TeV. En particular, parece necesario algún tipo de unificación para permitir los monopolos magnéticos, y la unificación como GUT solo puede aparecer en escalas muy altas, como la escala GUT de 10 dieciséis GeV: ahí es donde el electromagnético tu ( 1 ) puede estar incrustado en un grupo más grande que permite una solución topológicamente no trivial (el S tu ( 2 ) de las interacciones débiles no es suficiente, no contiene la hipercarga que también debe torcerse). Por lo tanto, es poco probable que la detección directa tenga éxito. La inflación probablemente ha diluido la concentración de esos monopolos magnéticos masivos a un número muy pequeño.

--sí, sé la mayor parte de eso, de ahí el comentario anterior a David. Incluso los rayos cósmicos de ultra alta energía que hemos podido detectar "solo" han llegado 10 19 a 10 20 ev. Incluso si uno de esos perdidos chocara con algo, y los productos afortunadamente pasaran por un detector de anillo superconductor, no produciría un monopolo en la escala GUT. Supongo que tendremos que estar satisfechos con los monopolos magnéticos "especie de" spin ice. Sospeché que no había un límite real en la masa del monopolo, y debería haber eliminado la pregunta, pero su respuesta está bien, así que puede tenerla :)
@Lubos--Mi pregunta sobre trenzas fue más interesante :)