Θεωρητική Φυσική: Μαγνητικά μονόπολα μπορεί να δημιουργηθούν με συγκρούσεις κυμάτων

Τα μαγνητικά μονόπολα είναι υποθετικά σωμάτια τα οποία έχουν μαγνητικό, μάλλον παρά ηλεκτρικό, φορτίο. Παρά τη μακρόχρονη ιστορία της μη-ανίχνευσής τους, τα μονόπολα συνεχίζουν να είναι μια περιοχή μελέτης εξαιτίας του πιθανού ρόλου τους στην ενοποίηση των θεμελιωδών δυνάμεων. Σε μια νέα θεωρητική εργασία του, ο Tanmay Vachaspati από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο στην πόλη Tempe της Arizona, εξέτασε εάν τα μονόπολα θα μπορούσαν να προκύψουν από την σκέδαση των κυμάτων. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι τα μονόπολα θα μπορούσε να ανιχνευθούν σε συγκρούσεις μεταξύ υψηλής έντασης, κυκλικά πολωμένων κυμάτων φωτός.

Τα μονόπολα αρχικά προτάθηκαν το 1931 από τον φυσικό Paul Dirac, ο οποίος βρήκε ότι θα μπορούσαν να εξηγήσουν ότι το ηλεκτρικό φορτίο είναι διακριτό μάλλον παρά συνεχές. Αργότερα, οι θεωρητικοί ανακάλυψαν ότι τα μονόπολα εμφανίζονται με φυσικό τρόπο στις αποκαλούμενες Μεγάλες Θεωρίες Ενοποίησης (GUTs), οι οποίες συνδέουν ηλεκτρομαγνητικές και πυρηνικές δυνάμεις. Πολλά πειράματα έχουν αναζητήσει στοιχεία της ύπαρξης των μαγνητικών μονόπολων στις υψηλής ενέργειας συγκρούσεις σε επιταχυντές σωματιδίων, αλλά ακόμη δεν έχει εμφανιστεί τίποτε.

Αντί της σύγκρουσης δυο σωματιδίων, όπως συμβαίνει σε έναν επιταχυντή, ο Vachaspati αναρωτήθηκε: τί θα μπορούσε να συμβεί εάν συγκρούονταν δυο κύματα; Σε αυτή την περίπτωση, τα κύματα συνίστανται από πολλά σωμάτια φορείς-δυνάμεων, όπως φωτόνια και W μποζόνια, τα οποία κινούνται, σε συμφωνία, μαζί. Για να περιγράψει αυτά τα κύματα, ο Vachaspati χρησιμοποίησε ένα μοντέλο όμοιο με μια GUT που περιγράφει τα σωμάτια φορείς-δυνάμεων με όρους πεδίων. Στις αριθμητικές του προσομοιώσεις, δυο κυκλικά πολωμένα κύματα σε αυτά τα πεδία συγκρούονται μετωπικά. Μετά από αυτές τις συγκρούσεις, ο Vachaspati παρατήρησε μονόπολα ως κρατηροειδείς κορυφές στην ενεργειακή πυκνότητα και γύρω από τις κορυφές το μαγνητικό πεδίο ήταν εκείνο ενός απομονωμένου βόρειου ή νότιου πόλου. Ο Vachaspati εικάζει ότι θα μπορούσαν να παρατηρηθούν σήματα μονόπολων σε συγκρούσεις δεσμών λέιζερ υψηλής έντασης, όπου είναι προβλεπόμενο να συμβούν αλληλεπιδράσεις φωτονίου-φωτονίου.

Πηγή: APS

Περισσότερα στη δημοσίευση: Creation of Magnetic Monopoles in Classical Scattering. Phys. Rev. Lett. 117