MoEDAL实验

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MoEDAL實驗map

MoEDALMonopole and Exotics Detector at the LHC),即大型强子对撞机单极子奇异粒子探测器,是位于大型强子对撞机(LHC)的粒子物理学实验。

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位于LHC 8号交互点的MoEDAL实验
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MoEDAL实验所在位置

实验概况

MoEDAL与LHCb共用8号交互点(Interaction Point 8,简称Point 8IP8P8)的实验洞穴,位于法国安省费内-伏尔泰,紧邻瑞士日内瓦州梅兰边境。其主要目标是直接搜寻磁单极子[1][2][3]双荷子,以及其他高度电离的稳定大质量粒子英语Stable massive particlesSMPs)和赝稳定大质量粒子(pseudo-SMPs)。

探测方法

MoEDAL主要采用两种探测方法:核径迹探测器英语Solid-state nuclear track detector和铝制的磁单极捕获装置。[4]

  1. 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。
  2. 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

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]

2021年,MoEDAL团队进行了史上首次使用粒子加速器进行双荷子的搜寻分析。虽然他们尚未找到任何双荷子存在的迹象,但他们基于以Drell-Yan过程成对产生双荷子-反双荷子对的假设,给出其在不同电荷磁荷自旋的情景各自对应之产生截面上限值和质量下限值(各自落在870–3120 GeV的区间,95%信心水准)。[8]

2022年,研究团队试着搜寻以施温格效应产生的磁单极子。[9]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。[10]

参与机构

MoEDAL是个国际研究合作团队,其发言人为艾伯塔大学詹姆斯·平弗德英语James PinfoldJames Pinfold)教授。该团队的成员来自多个国家的众多研究机构。参与机构包括[11]

参考资料

外部链接

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