Από δελτίο τύπου του Imperial College London:
Οι φυσικοί λένε ότι είναι πιο κοντά από ποτέ στο να βρουν την πηγή της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης του Σύμπαντος, μετά από ένα καλύτερο από το αναμενόμενο έτος έρευνας στον ανιχνευτή σωματιδίων Compact Muon Solenoid (CMS), μέρος του Large Hadron Collider (LHC) στο CERN της Γενεύης .
Οι επιστήμονες έχουν πραγματοποιήσει τώρα την πρώτη πλήρη σειρά πειραμάτων που συνθλίβουν πρωτόνια σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός. Όταν αυτά τα υποατομικά σωματίδια συγκρούονται στην καρδιά του ανιχνευτή CMS, οι προκύπτουσες ενέργειες και πυκνότητες είναι παρόμοιες με αυτές που υπήρχαν στις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος, αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Οι μοναδικές συνθήκες που δημιουργούνται από αυτές τις συγκρούσεις μπορούν να οδηγήσουν στην παραγωγή νέων σωματιδίων που θα υπήρχαν σε αυτές τις πρώτες στιγμές και έκτοτε εξαφανίστηκαν.
Οι ερευνητές λένε ότι είναι έτοιμοι να επιβεβαιώσουν ή να αποκλείσουν μία από τις κύριες θεωρίες που θα μπορούσαν να λύσουν πολλά από τα εκκρεμή ζητήματα της φυσικής των σωματιδίων, γνωστά ως Supersymmetry (SUSY). Πολλοί ελπίζουν ότι θα μπορούσε να είναι μια έγκυρη επέκταση για το πρότυπο μοντέλο της φυσικής των σωματιδίων, το οποίο περιγράφει τις αλληλεπιδράσεις γνωστών υποατομικών σωματιδίων με εκπληκτική ακρίβεια, αλλά δεν ενσωματώνει τη γενική σχετικότητα, τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια.
Η σκοτεινή ύλη είναι μια αόρατη ουσία που δεν μπορούμε να ανιχνεύσουμε άμεσα αλλά της οποίας η παρουσία συνάγεται από την περιστροφή των γαλαξιών. Οι φυσικοί πιστεύουν ότι αποτελεί περίπου το ένα τέταρτο της μάζας του Σύμπαντος, ενώ η συνηθισμένη και ορατή ύλη αντιπροσωπεύει μόνο περίπου το 5% της μάζας του Σύμπαντος. Η σύνθεσή του είναι ένα μυστήριο, που οδηγεί σε ενδιαφέρουσες δυνατότητες της μέχρι στιγμής μη ανακάλυψης φυσικής.
Ο καθηγητής Geoff Hall από το Τμήμα Φυσικής στο Imperial College London, ο οποίος εργάζεται στο πείραμα CMS, είπε: «Έχουμε κάνει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στο κυνήγι της σκοτεινής ύλης, αν και δεν έχει γίνει ακόμα καμία ανακάλυψη. Αυτά τα αποτελέσματα έχουν φτάσει γρηγορότερα από ό, τι περιμέναμε, διότι το LHC και το CMS έτρεξαν καλύτερα πέρυσι από ό, τι τολμούσαμε να ελπίζουμε και τώρα είμαστε πολύ αισιόδοξοι σχετικά με τις προοπτικές απόρριψης της υπερσυμμετρίας τα επόμενα χρόνια. "
Η ενέργεια που απελευθερώνεται σε συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων στο CMS εκδηλώνεται ως σωματίδια που πετούν μακριά σε όλες τις κατευθύνσεις. Οι περισσότερες συγκρούσεις παράγουν γνωστά σωματίδια, αλλά, σε σπάνιες περιπτώσεις, μπορούν να παραχθούν καινούργια, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που προβλέπονται από την SUSY - γνωστά ως υπερσυμμετρικά σωματίδια ή "διαχωριστικά". Το ελαφρύτερο σωματίδιο είναι ένας φυσικός υποψήφιος για σκοτεινή ύλη καθώς είναι σταθερός και το CMS «βλέπει» αυτά τα αντικείμενα μόνο εάν δεν υπάρχει σήμα στο ανιχνευτή, οδηγώντας σε ανισορροπία ενέργειας και ορμής.
Προκειμένου να αναζητήσει σωματίδια, το CMS αναζητά συγκρούσεις που παράγουν δύο ή περισσότερα «πίδακες» υψηλής ενέργειας (δέσμες σωματιδίων που κινούνται περίπου στην ίδια κατεύθυνση) και σημαντική ενέργεια που λείπει.
Ο Δρ Oliver Buchmueller, επίσης από το Τμήμα Φυσικής στο Imperial College του Λονδίνου, αλλά ο οποίος εδρεύει στο CERN, είπε: «Χρειαζόμαστε μια καλή κατανόηση των συνηθισμένων συγκρούσεων, ώστε να μπορούμε να αναγνωρίσουμε τις ασυνήθιστες αυτές όταν συμβαίνουν. Τέτοιες συγκρούσεις είναι σπάνιες αλλά μπορούν να παραχθούν από γνωστή φυσική. Εξετάσαμε περίπου 3 τρισεκατομμύρια συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων και βρήκαμε 13 «SUSY-like», γύρω από τον αριθμό που περιμέναμε. Αν και δεν βρέθηκαν στοιχεία για τα σωματίδια, αυτή η μέτρηση περιορίζει σημαντικά την περιοχή για την αναζήτηση σκοτεινής ύλης. "
Οι φυσικοί προσβλέπουν τώρα στο 2011 του LHC και του CMS, το οποίο αναμένεται να φέρει δεδομένα που θα μπορούσαν να επιβεβαιώσουν την υπερσυμμετρία ως εξήγηση για τη σκοτεινή ύλη.
Το πείραμα CMS είναι ένα από τα δύο πειράματα γενικού σκοπού που έχουν σχεδιαστεί για τη συλλογή δεδομένων από το LHC, μαζί με το ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). Ο Όμιλος Φυσικής Υψηλής Ενέργειας της Imperial έχει διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στο σχεδιασμό και την κατασκευή του CMS και τώρα πολλά από τα μέλη εργάζονται στην αποστολή να βρουν νέα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένου του φευγαλέου σωματιδίου Higgs boson (εάν υπάρχει) και να λύσουν μερικά από τα μυστήρια της φύσης, όπως από πού προέρχεται η μάζα, γιατί δεν υπάρχει αντι-ύλη στο Σύμπαν μας και εάν υπάρχουν περισσότερες από τρεις χωρικές διαστάσεις.
