MoEDAL a 13 TeV limita la masa de los monopolos magnéticos

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En agosto se publicaron los límites de MoEDAL (Monopole and Exotics Detector at the LHC) para la masa de los monopolos magnéticos usando colisiones del LHC Run 1 con 8 TeV c.m. Ahora publica dichos límites con colisiones del LHC Run 2 con 13 TeV c.m. tanto para monopolos con espín 1/2 como de espín 0.

Recuerda que MoEDAL busca monopolos magnéticos en el punto 8 del LHC, donde se encuentra LHCb. Se descarta la existencia de monopolos magnéticos con una masa mayor de 6 TeV (con colisiones a 8 TeV se alcanzó hasta 3,5 TeV), y una carga magnética de Dirac en 1 gD ≤ |g| ≤ 5 gD, con espín 1/2. Para monopolos de espín cero el límite superior a la masa es de 1 TeV. Estos resultados se han obtenido tras analizar 0,37 /fb de colisiones.

El artículo es MoEDAL Collaboration, “Search for magnetic monopoles with the MoEDAL forward trapping detector in 13 TeV proton-proton collisions at the LHC,” arXiv:1611.06817 [hep-ex]. Te recomiendo leer también “Los límites de MoEDAL a la masa de los monopolos magnéticos”, LCMF, 10 Ago 2016; “MoEDAL descarta los monopolos magnéticos con masa inferior a 3500 GeV”, LCMF, 28 Nov 2013; y “La búsqueda del monopolo electrodébil de Cho-Maison predicho por el modelo estándar”, LCMF, 02 Ago 2013.

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El monopolo magnético es famoso por la teoría de Dirac en 1931, que predice una carga magnética g = gD. Su teoría permitía entender por qué la carga eléctrica del electrón (y la magnética del monopolo) están cuantizadas. En la década de los 1970 se descubrió que las teorías gauge de gran unificación (GUT) predicen la existencia de monopolos magnéticos; más aún, todas las teorías gauge no abelianas (como las SU(2) y SU(3) del modelo estándar) también la predicen. Por ello la búsqueda de monopolos magnéticos es un tema muy activo desde entonces.

Los monopolos de las teorías GUT, cuya escala de unificación ronda los 1016 GeV tienen masas enormes, entre 1017 y 1018 GeV. Sin embargo, los monopolos de las teorías gauge no abelianas del modelo estándar podrían tener masas mucho más bajas, alcanzables en los grandes colisionadores, como el LHC en el CERN. El experimento MoEDAL los busca de forma activa, en concreto, la producción de pares de monopolos en las colisiones protón contra protón.

Los detectores de aluminio de MoEDAL han sido escaneados mediante magnetómetros SQUID en busca de partículas magnéticas incrustadas (que llegaron allí tras producirse en las colisiones protón contra protón a 13 TeV c.m. en el LHC). No se ha encontrado ningún monopolo. Por ello lo único que se ha podido obtener es un nuevo límite de exclusión para su masa. La búsqueda continúa. Las sorpresas pueden aparecer en cualquier momento del futuro.


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