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MoEDAL（Monopole and Exotics Detector at the LHC），即大型强子对撞机单极子和奇异粒子探测器，是位于大型强子对撞机（LHC）的粒子物理学实验。
实验概况
[编辑]MoEDAL与LHCb共用8号交互点（Interaction Point 8，简称Point 8、IP8或P8）的实验洞穴。其主要目标是直接搜寻磁单极子[1][2][3]或双荷子，以及其他高度电离的稳定大质量粒子（SMPs）和赝稳定大质量粒子（pseudo-SMPs）。
探测方法
[编辑]MoEDAL主要采用两种探测方法：核径迹探测器和铝制的磁单极捕获装置。[4]
- 核径迹探测器：在交互点周围布置了约10平方米的核径迹探测器。这些探测器会因高度电离粒子（如磁单极子或高度带电粒子）的通过而产生特征性损伤。
- 铝制捕获装置：在交互点周围放置了约800公斤的铝条，用于捕获稳定大质量粒子以供后续研究。这些铝条借由超导量子干涉仪（SQUID）磁力计进行检测，以灵敏地探测磁单极子的存在。
研究进展
[编辑]MoEDAL是一个国际研究合作团队，其发言人是来自艾伯塔大学的詹姆斯·平弗德（James Pinfold）教授。作为LHC的第七个实验，MoEDAL于2010年5月获得欧洲核子研究中心（CERN）研究委员会的批准，并于2011年1月开始首次试验部署。[5]
2012年，MoEDAL的精度超越了同类实验。2015年，实验安装了新的探测器，[6]但截至2017年，该实验仍未发现任何磁单极子，只给出了磁单极子新的产生截面上限值与其各自对应之质量下限值。[7]
2022年，研究团队试着搜寻以施温格效应产生的磁单极子。[8]虽然他们仍旧未能观测到磁单极子存在的迹象，但也为其质量给出了直接的下限值。[9]
参考资料
[编辑]- ^ Patrizii, Laura; Zouleikha, Sahnoun; Togo, Vincent. Searches for cosmic magnetic monopoles: past, present and future. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 2019, 337 (2161): 20180328. PMID 31707955. doi:10.1098/rsta.2018.0328.
- ^ Milton, Kimball A. Theoretical and experimental status of magnetic monopoles. Rep. Prog. Phys. 2006, 69 (6): 1637–1712. arXiv:hep-ex/0602040
. doi:10.1088/0034-4885/69/6/R02.
- ^ Giacomelli, G. Magnetic monopoles. Rivista del Nuovo Cimento. 1984, 7 (12): 1–111. Bibcode:1984NCimR...7l...1G. S2CID 18553203. arXiv:hep-ex/0002032 . doi:10.1007/BF02724347.
- ^ Acharya, B.; et al. Search for Highly-Ionizing Particles in pp Collisions During LHC Run-2 Using the Full MoEDAL Detector. (MoEDAL Collaboration). 2023. arXiv:2311.06509 .
- ^ Pinfold, J. MoEDAL becomes the LHC's magnificent seventh. CERN Courrier. 5 May 2010 [2016-07-14].
- ^ Acharya, B.; et al. (MoEDAL Collaboration). Search for magnetic monopoles with the MoEDAL prototype trapping detector in 8 TeV proton-proton collisions at the LHC. Journal of High Energy Physics. 2016, 2016 (8): 67. Bibcode:2016JHEP...08..067A. S2CID 5209935. arXiv:1604.06645 . doi:10.1007/JHEP08(2016)067.
- ^ Acharya, B.; et al. (MoEDAL Collaboration). Search for Magnetic Monopoles with the MoEDAL Forward Trapping Detector in 13 TeV Proton-Proton Collisions at the LHC. Physical Review Letters. 2017, 118 (6): 061801. Bibcode:2017PhRvL.118f1801A. PMID 28234515. doi:10.1103/PhysRevLett.118.061801 . hdl:10138/178854 .
- ^ MoEDAL bags a first. CERN. [2021-08-01] （英语）.
- ^ Acharya, B.; et al. (MoEDAL Collaboration). Search for magnetic monopoles produced via the Schwinger mechanism. Nature. 2022, 602 (7895): 63–67. PMID 35110756. arXiv:2106.11933 . doi:10.1038/s41586-021-04298-1.
