[爆卦] 新研究:磁單極子很難催化質子衰變

[jackliao1990 (j)]

https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.134.051602

某些大統一理論在分析磁單極子和帶電費米子的散射時
將問題簡化為一維空間加上時間維度並將磁單極子視為靜止的轉子(其狀態會隨時間變化)
依照傳統模型推測
此時會產生粒子數為分數的半子
這與量子場論中粒子數的整數性相矛盾
此外傳統模型還推斷此時費米子(如質子)會衰變成其他粒子(Callan-Rubakov效應)
這與Fock空間的定義不符
而且現實中不論是超級神岡還是南極冰立方探測器都沒有測到質子衰變

牛津大學的Vazha Loladze和佛羅里達州立大學的奧井武道的計算表明
過去被解讀為半子的解其實只是費米子的自由傳播
他們允許轉子與粒子在散射過程中被激發
從而考慮到粒子入射時的速度與轉子隨時間變化的狀態
這種改動成功消除了半子的存在
這意味著磁單極子進入核子後
核子不會以極高機率衰變

過去研究認為Callan-Rubakov效應是限制宇宙中磁單極子數量的關鍵機制
因為如果磁單極子很多則質子衰變速率應該會非常高
這與實驗測到的質子壽命（>10^34 年）矛盾
本研究表明磁單極並非質子衰變的催化劑
故磁單極子數量可能比過去認為的要多得多

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