A londoni Imperial College sajtóközleményéből:
A fizikusok szerint minden eddiginél jobban megközelítik az univerzum rejtélyes sötét anyagának forrását, miután a vártnál jobb kutatási évet követtek a Compact Muon Solenoid (CMS) részecskedetektoron, amely a Genderben a CERN-ben lévő Nagy hadron-ütköző (LHC) része. .
A tudósok most elvégezték az első teljes kísérletet, amely szinte a fénysebességgel összetöri a protonokat. Amikor ezek a szubatomos részecskék összeütköznek a CMS-detektor szívében, az így kapott energiák és sűrűségek hasonlóak azokhoz, amelyek a Világegyetem első elemeiben voltak jelen, közvetlenül a Nagyrobbanás után, körülbelül 13,7 milliárd évvel ezelőtt. Az ilyen ütközések által létrehozott egyedi körülmények új részecskék előállításához vezethetnek, amelyek akkoriban léteztek volna, és azóta eltűntek.
A kutatók szerint jó úton vannak annak érdekében, hogy megerősítsék vagy kizárják az egyik elsődleges elméletet, amely megoldhatja a részecskefizika számos kiemelkedő kérdését, az úgynevezett Supersymmetry (SUSY). Sokan remélik, hogy ez egy érvényes kiterjesztés lehet a részecskefizika standard modelljére, amely meghökkentő pontossággal írja le az ismert szubatomi részecskék kölcsönhatásait, de nem foglalja magában az általános relativitáselméletet, a sötét anyagot és a sötét energiát.
A sötét anyag egy láthatatlan anyag, amelyet közvetlenül nem tudunk kimutatni, de amelynek jelenléte a galaxisok forgása alapján vezethető le. A fizikusok úgy gondolják, hogy ez az univerzum tömegének körülbelül egynegyedét teszi ki, míg a szokásos és látható anyag csak az univerzum tömegének körülbelül 5% -át teszi ki. Összetétele rejtély, amely az eddig fel nem fedezett fizika érdekes lehetőségeihez vezet.
Geoff Hall, a Londoni Imperial College Fizikai Tanszékének professzora, aki a CMS kísérlettel foglalkozik, azt mondta: „Fontos lépést tettünk a sötét anyag vadászatában, bár még nem történt felfedezés. Ezek az eredmények gyorsabban jöttek, mint amire számíthattunk, mivel az LHC és a CMS tavaly jobban futott, mint amennyire reméltünk, és most nagyon optimisták vagyunk abban, hogy milyen lehetőségek vannak a Supersymmetry lecsökkentésére az elkövetkező néhány évben. ”
A CMS proton-proton ütközéseiben felszabaduló energia részecskékként nyilvánul meg, amelyek minden irányba elrepülnek. A legtöbb ütközés ismert részecskéket eredményez, de ritkán újak is előfordulhatnak, beleértve azokat is, amelyeket a SUSY előre jelez - ezeket szuperszimmetrikus részecskéknek vagy „szemcséknek” hívják. A legkönnyebb szemcsék természetes jelöltje a sötét anyagnak, mivel stabil és a CMS csak akkor látja ezeket a tárgyakat, ha a detektorban nem jelennek meg jelük, ami az energia és a lendület egyensúlyhiányához vezet.
A részecskék keresése érdekében a CMS olyan ütközésekre törekszik, amelyek két vagy több nagy energiájú „fúvókát” (megközelítőleg azonos irányba haladó részecske-kötegeket) és jelentős hiányzó energiát eredményeznek.
Dr. Oliver Buchmueller, aki szintén a londoni Imperial College fizikai tanszékéből származik, de aki a CERN székhelye, azt mondta: „Meg kell értenünk a rendes ütközéseket, hogy felismerjük a szokatlanokat, amikor azok bekövetkeznek. Az ilyen ütközések ritkák, de az ismert fizika által kivitelezhetők. Körülbelül 3 billió proton-proton ütközést vizsgáltunk, és a várt szám körül körülbelül 13 „SUSY-szerű” ütést találtunk. Bár nem találtak bizonyítékot a részecskékre, ez a mérés szűkíti a sötét anyag keresésének területét. "
A fizikusok most várják az LHC és a CMS 2011. évi futását, amely várhatóan olyan adatokat szolgáltat, amelyek megerősíthetik a szuperszimmetriát a sötét anyag magyarázatává.
A CMS kísérlet egyike annak a két általános célú kísérletnek, amelynek célja az adatok gyűjtése az LHC-től, az ATLAS-nal (A Toroidal LHC ApparatuS) együtt. Az Imperial nagy energiafizikai csoportja nagy szerepet játszott a CMS tervezésében és felépítésében, és most sok tag dolgozik azon a küldetésen, hogy új részecskéket találjon, beleértve a megfoghatatlan Higgsi boszon részecskét (ha létezik), és megoldja a a természet rejtélyei, például honnan származik a tömeg, miért nincs anti-anyag az univerzumunkban, és hogy van-e háromnál több térbeli dimenzió?
