От прессъобщение на Imperial College London:
Физиците казват, че са по-близо от всякога до откриването на източника на мистериозната тъмна материя на Вселената, след по-добра от очакваната година на изследване на детектора за частици Compact Muon Solenoid (CMS), част от Големия адронен колайдер (LHC) в CERN в Женева. .
Сега учените проведоха първия пълен цикъл на експерименти, които разбиват протоните заедно с почти скоростта на светлината. Когато тези субатомни частици се сблъскат в сърцето на CMS детектора, получените енергии и плътности са подобни на тези, които са присъствали в първите моменти на Вселената, непосредствено след Големия взрив преди около 13,7 милиарда години. Уникалните условия, създадени от тези сблъсъци, могат да доведат до производството на нови частици, които биха съществували в тези ранни моменти и оттогава са изчезнали.
Изследователите казват, че са на път да могат или да потвърдят, или да отхвърлят една от основните теории, които биха могли да решат много от нерешените въпроси на физиката на елементарните частици, известна като Суперсиметрия (SUSY). Мнозина се надяват, че това може да бъде валидно разширение за Стандартния модел на физиката на елементарните частици, който описва взаимодействията на известни субатомни частици с удивителна прецизност, но не успява да включи общата теория на относителността, тъмната материя и тъмната енергия.
Във физиката на елементарните частици суперсиметрията е симетрия, която свързва елементарни частици от един спин с други частици, които се различават с половин единица спин и са известни като суперпартньори. В теория с ненарушена суперсиметрия, за всеки тип бозон съществува съответен тип фермион със същата маса и вътрешни квантови числа и обратно.
Тъмната материя е невидима субстанция, която не можем да открием директно, но чието присъствие се заключава от въртенето на галактиките. Физиците смятат, че тя съставлява около една четвърт от масата на Вселената, докато обикновената и видима материя съставлява само около 5% от масата на Вселената. Неговият състав е мистерия, която води до интригуващи възможности на неоткритата досега физика.
Професор Джеф Хол от катедрата по физика в Imperial College London, който работи по експеримента CMS, каза: „Направихме важна стъпка напред в лова на тъмната материя, въпреки че все още не е направено откритие. Тези резултати дойдоха по-бързо, отколкото очаквахме, тъй като LHC и CMS работиха по-добре миналата година, отколкото смеехме да се надяваме, и сега сме много оптимисти за перспективите за закрепване на Supersymmetry през следващите няколко години.
Енергията, освободена при протон-протонни сблъсъци в CMS, се проявява като частици, които отлитат във всички посоки. Повечето сблъсъци произвеждат известни частици, но в редки случаи могат да се получат нови, включително тези, предвидени от SUSY – известни като суперсиметрични частици или „частици“. Най-светлата частица е естествен кандидат за тъмна материя, тъй като е стабилна и CMS ще „вижда“ тези обекти само чрез отсъствие на техния сигнал в детектора, което води до дисбаланс на енергия и импулс.
За да търси частици, CMS търси сблъсъци, които произвеждат две или повече високоенергийни „струи“ (групи частици, пътуващи в приблизително една и съща посока) и значителна липсваща енергия.
Д-р Оливър Бухмюлер, също от катедрата по физика в Imperial College London, но който е базиран в CERN, каза: „Имаме нужда от добро разбиране на обикновените сблъсъци, за да можем да разпознаем необичайните, когато се случат. Такива сблъсъци са редки, но могат да бъдат предизвикани от известна физика. Разгледахме около 3 трилиона протон-протонни сблъсъци и открихме 13 „подобни на SUSY“, около броя, който очаквахме. Въпреки че не бяха открити доказателства за частици, това измерване стеснява значително областта за търсене на тъмна материя.
Сега физиците очакват с нетърпение пускането на LHC и CMS през 2011 г., което се очаква да донесе данни, които биха могли да потвърдят суперсиметрията като обяснение за тъмната материя.
CMS експериментът е един от двата експеримента с общо предназначение, предназначени да събират данни от LHC, заедно с ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). Групата по физика на високите енергии на Imperial изигра основна роля в проектирането и изграждането на CMS и сега много от членовете работят върху мисията за намиране на нови частици, включително неуловимата частица на Хигс бозон (ако съществува), и решаване на някои от мистерии на природата, като например откъде идва масата, защо в нашата Вселена няма антиматерия и дали има повече от три пространствени измерения.
