MoEDAL實驗

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MoEDAL實驗map

MoEDALMonopole and Exotics Detector at the LHC),即大型強子對撞機單極子奇異粒子探測器,是位於大型強子對撞機(LHC)的粒子物理學實驗。

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位於LHC 8號交互點的MoEDAL實驗
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MoEDAL實驗所在位置

實驗概況

MoEDAL與LHCb共用8號交互點(Interaction Point 8,簡稱Point 8IP8P8)的實驗洞穴,位於法國安省費內-伏爾泰,緊鄰瑞士日內瓦州梅蘭邊境。其主要目標是直接搜尋磁單極子[1][2][3]雙荷子,以及其他高度電離的穩定大質量粒子英語Stable massive particlesSMPs)和贗穩定大質量粒子(pseudo-SMPs)。

探測方法

MoEDAL主要採用兩種探測方法:核徑跡探測器英語Solid-state nuclear track detector和鋁製的磁單極捕獲裝置。[4]

  1. 核徑跡探測器:在交互點周圍佈置了約10平方公尺的核徑跡探測器。這些探測器會因高度電離粒子(如磁單極子或高度帶電粒子)的通過而產生特徵性損傷。
  2. 鋁製捕獲裝置:在交互點周圍放置了約800公斤的鋁條,用於捕獲穩定大質量粒子以供後續研究。這些鋁條藉由超導量子干涉儀(SQUID)磁力計進行檢測,以靈敏地探測磁單極子的存在。

研究進展

作為LHC的第七個實驗,MoEDAL於2010年5月獲得歐洲核子研究中心(CERN)研究委員會的批准,並於2011年1月開始首次試驗部署。[5]

2012年,MoEDAL的精度超越了同類實驗。2015年,實驗安裝了新的探測器,[6]但截至2017年,該實驗仍未發現任何磁單極子,只給出了磁單極子新的產生截面上限值與其各自對應之質量下限值。[7]

2021年,MoEDAL團隊進行了史上首次使用粒子加速器進行雙荷子的搜尋分析。雖然他們尚未找到任何雙荷子存在的跡象,但他們基於以Drell-Yan過程成對產生雙荷子-反雙荷子對的假設,給出其在不同電荷磁荷自旋的情景各自對應之產生截面上限值和質量下限值(各自落在870–3120 GeV的區間,95%信心水準)。[8]

2022年,研究團隊試着搜尋以施溫格效應產生的磁單極子。[9]雖然他們仍舊未能觀測到磁單極子存在的跡象,但也為其質量給出了直接的下限值。[10]

參與機構

MoEDAL是個國際研究合作團隊,其發言人為艾伯塔大學詹姆斯·平弗德英語James PinfoldJames Pinfold)教授。該團隊的成員來自多個國家的眾多研究機構。參與機構包括[11]

參考資料

外部連結

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