Een magnetische monopool is een theoretisch deeltje met een magnetische lading. Geef het een elektrische lading, en je krijgt nog een theoretisch beest, een dyon genoemd. Veel "grote verenigde theorieën" van deeltjesfysica, die fundamentele krachten met hoge energieën verbinden tot één enkele kracht, het bestaan ​​van dyons voorspellen, maar tot nu toe hebben geen experimenten met deeltjesversnellers naar deze hybride deeltjes gezocht. De MoEDAL-samenwerking bij CERN, die is ontworpen om te zoeken naar magnetische monopolen, heeft zojuist twee primeurs gescoord met de eerste zoektocht naar dyons bij de Large Hadron Collider (LHC) en, algemener, bij elke deeltjesversneller.

De samenwerking voerde de zoektocht uit met behulp van het tweede subdetectorsysteem van het experiment, die bestaat uit ongeveer 2400 aluminium staven met een totale massa van 794 kg. De staven werden tussen 2015 en 2017 blootgesteld aan proton-protonbotsingen die bij de LHC werden geproduceerd met een energie van 13 TeV. Vervolgens werd een speciaal apparaat gebruikt om de staven te scannen en te zoeken naar de aanwezigheid van ingesloten magnetische lading van dyons.

Deze scanprocedure vond geen tekenen van dyons. Echter, ervan uitgaande dat de dyons in de botsingen zouden worden geproduceerd als paren die uit een foton komen, het negatieve resultaat stelde het MoEDAL-team in staat om de regio te verkleinen waar naar dyons moet worden gezocht. De onderzoekers sloten het bestaan ​​uit van dyons die een magnetische lading dragen die kan oplopen tot zes eenheden van een fundamentele magnetische lading (de Dirac-lading) en een elektrische lading tot 200 keer de lading van het elektron - voor dyons met een massa tussen 830 en 3180 GeV .

In een reactie op de resultaten, MoEDAL-woordvoerder James Pinfold zei:"Nobelprijswinnaar Julian Schwinger veronderstelde voor het eerst de dyon in 1969. Hij gebruikte het om te bouwen wat hij een magnetisch model van materie noemde. Verbazingwekkend, hij gebruikte dit model om met succes het bestaan ​​van het J/Psi-deeltje te voorspellen vóór zijn ontdekking in 1974. Vandaag de dag, dyons worden voorspeld door veel theorieën over deeltjesfysica. Van nature, Ik was verrast dat, vóór MoEDAL, er was nog nooit een expliciete experimentele zoektocht naar deze opwindende entiteit bij een gaspedaal uitgevoerd."

De samenwerking bereidt zich nu voor om haar zoektocht naar monopolen en dyons voort te zetten, evenals andere exotische deeltjes, tijdens de volgende LHC-run, die in 2021 begint. "We zijn van plan onze experimentele gevoeligheid uit te breiden naar andere avatars van nieuwe natuurkundige fenomenen, inclusief fractioneel geladen deeltjes met een lading zo laag als een duizendste van de elektrische lading en zeer langlevende, zwak interagerende neutrale deeltjes. We verwachten dat de volgende run een zeer spannende zal worden, ’ concludeert Pinfold.