Темна матерія, яка, як вважається, становить майже чверть матерії у всесвіті, спантеличувала фізиків протягом десятиліть. Вони постійно шукають щось дивовижне в експериментах - результати, які відрізняються від стандартної моделі, що визначає елементарну фізику.
Не дивно, що наукова спільнота загуділа, коли експеримент у ЦЕРН, відомий як ATLAS, виявив невелике відхилення в експерименті в липні 2018 року. Дослідники подумали, що вони, можливо, нарешті виявили докази нової фізики, яка може бути ознакою частинок темної матерії. Але недавнє поліпшення вимірювання за допомогою колаборації CMS призвело до результатів, які майже відповідають очікуванням стандартної моделі. Результати були опубліковані в січневому номері CERN Courier.
«Ми хотіли отримати більш точний результат, ніж дав ATLAS, тому ми поліпшили спосіб відновлення величин за допомогою кращого алгоритму корекції, і наші результати показують, що насправді відхилень не було», - сказав Андреас Юнг, доцент фізики і астрономії в Університеті Пердью. «Це не означає, що тут не відбувається нічого цікавого, це просто означає, що у нас немає даних, щоб довести це прямо зараз».
Стандартна модель пояснює, як взаємодіють основні будівельні блоки матерії. Вона пояснює хімічні реакції, радіоактивні розпади, електродинаміку та багато іншого, але не гравітацію або темну матерію. Це найкращий опис субатомного світу, але він не розповідає всієї історії.
Фізики шукають те, що ще не включено в стандартну модель або щось, що може їй суперечити. У цих експериментах вони в основному використовують прискорювачі частинок, жартома звані деякими «атомними дробителями».
Компактний мюонний соленоїд (Compact Muon Solenoid, CMS) - один з чотирьох детекторів найбільшого і найпотужнішого в світі прискорювача частинок, Великого адронного колайдера. Коллайдер використовує електромагнітні поля, щоб просувати заряджені частинки до релятивістських швидкостей і високих енергій, тримає їх у пучках і змушує їх врізатися один в одного. Процес залишається досить стабільним протягом усього процесу збору даних CMS, але те, як інформація від детектора аналізується і обробляється, постійно змінюється.
"Детектор має дефекти, неефективність і відсутнє покриття. Все це необхідно враховувати, і процес для цього називається розгортанням або виправленням даних ", - сказав Юнг. «Ми розробили удосконалення цього методу розгортання, яке забезпечує результат, менш чутливий до моделі введення».
У міру вдосконалення методів інтерпретації даних сам колайдер забирає деякий час на експериментах з реконструкції. У той час як фізики, інженери і техніки працюють над тим, щоб зробити машину більш міцною і ефективною, вчені вивчать неймовірну кількість недоторканих даних, зібраних досі. Незважаючи на те, що Юнг не бачить якихось сильних відхилень від стандартної моделі, як ми її знаємо, він сповнений надій.
"Дехто вважає, що є посередник, який" розмовляє "з частинками темної матерії. Якщо це так, і він пов'язаний з Хіггсом, ми могли б побачити його у фізиці вищих кварків ", - сказав він. "Ми розглянули тільки частину даних, які ми зібрали досі. Там може бути щось ще ".
CMS Collaboration об'єднує членів спільноти фізиків елементарних частинок з усього світу в прагненні поліпшити знання людства про основні закони нашого Всесвіту. У CMS працюють понад 4000 фізиків, інженерів, комп'ютерників, техніків і студентів, що працюють в області частинок, з приблизно 200 інститутів і університетів з більш ніж 40 країн світу.