Магнитные монополи должны концентрироваться в приполярных породах

У магнита два полюса (то есть он диполь), но если вы распилите его пополам, то у каждого нового куска тоже будет два полюса. Однако, согласно современным физическим взглядам, некогда были условия, в которых возникали монополи — грубо говоря, обособленные магнитные полюса.

«Магнитный монополь — действительно замечательный гипотетический объект: он объясняет квантование электрического заряда и необходим в теориях, которые объединяют фундаментальные взаимодействия, — поясняет Филипп Мермо из Женевского университета (Швейцария). — Странно, отчего их до сих пор не обнаружили в природе. И если их действительно нет, это будет необъяснимо».

Выходы скальных пород в приполярных регионах могут быть самым подходящим местом для поиска магнитных монополей. (Фото National Science Foundation / Kelly Speelman.)

Предположительно, монополи, предсказанные Полем Дираком в 1931 году, слишком тяжелы для того, чтобы их удалось создать при тех энергиях, которыми располагает Большой адронный коллайдер. Так что единственными кандидатами в события, порождающие магнитные монополи, остаются мощные космические явления и (или) события ещё более высоких энергий, имевшие место почти сразу после Большого взрыва.

«В таком случае монополи должны быть вокруг нас — или свободно путешествующие через пространство, или привязанные к материи, — рассуждает г-н Мермо. — Но наблюдать их экспериментально не удаётся ни в сотнях килограммов земной материи, ни даже в материале астероидов, лунном грунте и пр. Если они там и есть, то чрезвычайно редки».

Итак, налицо типичная ситуация: суслика мы не видим, но он есть. Куда же надо смотреть?

Группа Филиппа Мермо считает, что углядеть его можно, если, отказавшись от услуг БАКа и масштабного перелопачивания грунта, перейти к новому месту поиска...

При формировании Земли магнитные монополи в мантии, вероятно, были надёжно зафиксированы и после остывания планеты двигались только с потоками магмы. При попадании в зону ядра монополи притягивались к центру Земли и затем плавно поднимались вдоль линий её магнитного поля. Согласно расчётам швейцарских физиков, они должны быть распределены в мантии вдоль линий магнитных полюсов. Те, конечно, периодически смещаются. Но в целом скалистые породы родом с широт выше 63° должны содержать намного больше магнитных монополей, чем образцы из любой другой точки Солнечной системы, включая удалённые небесные тела. И такие породы, к слову, до сих пор никогда не использовались для поиска магнитных монополей.

Увы, проведённые г-ном Мермо и коллегами исследования СКВИД'ом 23,4 кг антарктических и арктических скалистых пород с содержанием изотопов свинца, указывающим на их древность и мантийное происхождение, не принесли ни одного монополя. Но учёные не отчаиваются: отрицательный результат позволил им наложить верхнее ограничение на количество магнитных монополей в древних мантийных породах Земли, равное 1,6 × 10²⁸ нуклонов. Иными словами, на октиллион обычных протонов и нейтронов не приходится и одного монополя. Редкость чрезвычайная!

Отчёт об исследовании принят к публикации в журнале Physical Review Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.