Physiker machen Jagd auf den magnetischen Monopol

10. August 2016, 13:14
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Experimente am CERN sollen theoretisch vorhergesagtes Teilchen aufspüren

Genf – Magnete haben einen Nord- und einen Südpol, die sich nicht voneinander trennen lassen: Schneidet man einen Stabmagneten in der Mitte durch, erhält man nur zwei kürzere Magnete mit jeweils einem Nord- und einem Südpol. Obwohl bisher noch niemand einen isolierten Nord- oder Südpol gesehen hat, dürfte – theoretisch – ein derartiges exotisches Objekt tatsächlich existieren. Experimente am Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) bei Genf sollen einem solchen Monopol nun auf die Schliche kommen.

Der Physiker Paul Dirac hat bereits in den 1930er-Jahren Monopole vorhergesagt, und zwar als Elementarteilchen, eine Art magnetisches Gegenstück zum Elektron. Seither suchen Wissenschafter nach diesem Partikel, unter anderem am CERN – bisher jedoch vergeblich. Aktuell sind CERN-Forscher mit dem MoEDAL-Experiment auf der Jagd nach dem Monopol. Im Fachblatt "Journal of High Energy Physics" stellen die Forschenden nun erste Resultate vor.

Zwar sei es noch nicht gelungen, den Monopol selbst nachzuweisen, aber die Resultate lieferten wertvolle Hinweise für die weitere Suche. Die Daten stammten zudem noch aus Messungen mit einem Prototyp des Experiments. Die Ergebnisse haben den Forschenden erlaubt, den Masse-Bereich besser einzugrenzen, in dem sie den Monopol vermuten. Die Analyse der Daten, die 2015 mit dem kompletten Experimentalaufbau mitsamt aller Detektoren gesammelt wurden, dauert indessen noch an.

Wenn es Monopole wirklich gibt, müssten sie sehr massereich sein. Der Teilchenbeschleuniger LHC erlaubt inzwischen Kollisionen mit bisher unerreichter Energie, und so tasten sich die Physikerinnen und Physiker allmählich an den Masse-Bereich heran, in dem sie die Monopole vermuten.

Spuren an den Kohlenstoff-Detektoren

Beim MoEDAL-Experiment stützen sich die Forschenden auf bestimmte Eigenschaften, die ein Monopol besitzen müsste. So suchen sie beispielsweise nach Spuren auf Kunststoff-Detektoren, welche ein solches Teilchen wegen seiner stark ionisierenden Eigenschaften hinterlassen müsste.

Auch sollte es relativ schnell seine Energie verlieren und sich daher in einer speziellen Teilchenfalle, einem 0,8 Tonnen schweren Aluminium-Detektor, einfangen lassen. Mit einem Magnetometer liesse es sich dann als magnetische Ladung in der Falle nachweisen – so zumindest hoffen die Physiker. (APA, red, 10.8.2016)

  • Der magnetische Monopol existiert derzeit nur in der Theorie. CERN-Physiker wollen das exotische Teilchen aber auch in der Realität nachweisen.
    illu.: daniel dominguez/ cern

    Der magnetische Monopol existiert derzeit nur in der Theorie. CERN-Physiker wollen das exotische Teilchen aber auch in der Realität nachweisen.

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