З прес-релізу Імперського коледжу Лондона:
Фізики кажуть, що вони ближче, ніж будь-коли, до пошуку джерела загадкової темної речовини Всесвіту, після кращого, ніж очікувалося, року дослідження на компактному муонному соленоїдному детекторі (CMS), детекторі частинок Великого адронного колайдера (LHC) в ЦЕРН в Женеві .
Вчені зараз здійснили перший повний цикл експериментів, які збивають протони разом майже зі швидкістю світла. Коли ці субатомні частинки стикаються в основі детектора CMS, отримані енергії та щільності схожі на ті, що були в перших моментах Всесвіту, одразу після Великого вибуху близько 13,7 мільярдів років тому. Унікальні умови, створені цими зіткненнями, можуть призвести до утворення нових частинок, які існували б на тих ранніх етапах і з тих пір зникли.
Дослідники стверджують, що вони на шляху до того, що зможуть або підтвердити, або виключити одну з первинних теорій, яка могла б вирішити багато невирішених питань фізики частинок, відому як Суперсиметрія (SUSY). Багато хто сподівається, що це може бути дійсним доповненням для Стандартної моделі фізики частинок, яка описує взаємодії відомих субатомних частинок з дивовижною точністю, але не вміщує загальної відносності, темної речовини та темної енергії.
Темна речовина - це невидима речовина, яку ми не можемо виявити безпосередньо, але про її наявність випливає з обертання галактик. Фізики вважають, що вона складає близько чверті маси Всесвіту, тоді як звичайна і видима речовина складає лише близько 5% маси Всесвіту. Його склад є загадкою, що веде до інтригуючих можливостей досі нерозкритої фізики.
Професор Джефф Холл з кафедри фізики Імперського коледжу Лондона, який працює над експериментом CMS, сказав: "Ми зробили важливий крок вперед у полюванні на темну речовину, хоча досі не було знайдено жодного відкриття. Ці результати прийшли швидше, ніж ми очікували, оскільки LHC та CMS пройшли краще минулого року, ніж ми наважилися надію, і ми зараз дуже оптимістично оцінюємо перспективи скорочення суперсиметрії в наступні кілька років ».
Енергія, що виділяється при зіткненні протонів-протонів у СМС, проявляється у вигляді частинок, які відлітають у всі сторони. Більшість зіткнень утворюють відомі частинки, але в рідкісних випадках можуть утворюватися нові, в тому числі передбачені SUSY - відомі як суперсиметричні частинки, або "частинки". Найлегший шматок є природним кандидатом для темної матерії, оскільки він стабільний, і CMS буде "бачити" ці об'єкти лише через відсутність їх сигналу в детекторі, що призводить до дисбалансу енергії та імпульсу.
З метою пошуку частинок CMS шукає зіткнень, які виробляють два або більше високоенергетичних «струменів» (пучки частинок, що рухаються приблизно в одному напрямку) та значну відсутність енергії.
Доктор Олівер Бухмюллер, також з кафедри фізики Імперського коледжу Лондона, але який базується в ЦЕРН, сказав: «Нам потрібно добре розуміти звичайні зіткнення, щоб ми могли розпізнати незвичайні, коли вони трапляються. Такі зіткнення зустрічаються рідко, але можуть бути спричинені відомою фізикою. Ми обстежили близько 3 трлн протоно-протонових зіткнень та виявили 13 "SUSY-подібних", приблизно кількість, яку ми очікували. Хоча ніяких доказів для частинок не знайдено, це вимірювання значно звужує область пошуку темної речовини ».
Зараз фізики з нетерпінням чекають запуску LHC та CMS у 2011 році, який, як очікується, приведе дані, які могли б підтвердити суперсиметрію як пояснення темної матерії.
Експеримент CMS - це один з двох експериментів загального призначення, призначених для збору даних з LHC, поряд з ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). Фізика високих енергій компанії Imperial відіграла головну роль у проектуванні та будівництві CMS, і зараз багато членів працюють над місією пошуку нових частинок, включаючи невловимі частинки бозона Хіггса (якщо такі є), і вирішення деяких з таємниці природи, наприклад, звідки походить маса, чому в нашому Всесвіті немає анти-матерії та чи є більше трьох просторових вимірів.
