Z tiskové zprávy Imperial College London:
Fyzici říkají, že jsou blíže než kdy jindy k nalezení zdroje tajemné temné hmoty vesmíru, následujíc lepší než očekávaný rok výzkumu na detektoru částic kompaktního muonového solenoidu (CMS), který je součástí velkého hadronového kluzáku (LHC) v CERN v Ženevě .
Vědci nyní provedli první plný pokus, který rozbije protony dohromady téměř rychlostí světla. Když se tyto subatomické částice srazí v srdci detektoru CMS, výsledné energie a hustoty jsou podobné těm, které byly přítomny v prvních instancích vesmíru, bezprostředně po Velkém třesku asi před 13,7 miliardami let. Jedinečné podmínky vytvořené těmito srážkami mohou vést k produkci nových částic, které by existovaly v těchto raných okamžicích a od té doby zmizely.
Vědci tvrdí, že jsou na dobré cestě k tomu, aby byli schopni buď potvrdit, nebo vyloučit jednu z primárních teorií, které by mohly vyřešit mnoho z nevyřešených otázek částicové fyziky, známých jako supersymetrie (SUSY). Mnozí doufají, že by to mohlo být platné rozšíření pro standardní model fyziky částic, který popisuje interakce známých subatomických částic s úžasnou přesností, ale nedokáže začlenit obecnou relativitu, temnou hmotu a temnou energii.
Temná hmota je neviditelná látka, kterou nemůžeme detekovat přímo, ale jejíž přítomnost je odvozena z rotace galaxií. Fyzici věří, že tvoří asi čtvrtinu hmoty vesmíru, zatímco obyčejná a viditelná hmota tvoří pouze asi 5% hmoty vesmíru. Její složení je tajemstvím, které vede k zajímavým možnostem dosud neobjevené fyziky.
Profesor Geoff Hall z Katedry fyziky na Imperial College London, který pracuje na experimentu CMS, řekl: „Učinili jsme důležitý krok vpřed v honbě za temnou hmotou, přestože zatím nebyl objeven. Tyto výsledky přišly rychleji, než jsme očekávali, protože LHC a CMS loni fungovaly lépe, než jsme si dovolili naději, a nyní jsme velmi optimističtí ohledně vyhlídek na potlačení supersymetrie v příštích několika letech. “
Energie uvolněná při srážce proton-proton v CMS se projevuje jako částice, které odlétají ve všech směrech. Většina kolizí produkuje známé částice, ale ve výjimečných případech mohou vzniknout nové, včetně těch, které předpovídá SUSY - známé jako supersymetrické částice nebo „částice“. Nejsvětlejší částice je přirozeným kandidátem na temnou hmotu, protože je stabilní a CMS by tyto objekty „viděla“ pouze díky absenci jejich signálu v detektoru, což by vedlo k nerovnováze energie a hybnosti.
Aby bylo možné hledat částice, CMS hledá kolize, které produkují dvě nebo více vysokoenergetických „trysek“ (svazky částic pohybujících se přibližně stejným směrem) a významnou chybějící energii.
Dr. Oliver Buchmueller, také z Katedry fyziky na Imperial College London, ale který sídlí v CERNu, řekl: „Potřebujeme dobré porozumění běžným srážkám, abychom mohli rozpoznat neobvyklé, když k nim dojde. Takové srážky jsou vzácné, ale mohou být vytvářeny známou fyzikou. Prozkoumali jsme asi 3 biliony protonů a protonů a zjistili jsme 13 „podobných“ SUSY, kolem počtu, který jsme očekávali. Ačkoli nebyl nalezen žádný důkaz pro částice, toto měření významně zužuje oblast hledání temné hmoty. “
Fyzici se nyní těší na běh LHC a CMS v roce 2011, který by měl přinést data, která by mohla potvrdit supersymetrii jako vysvětlení temné hmoty.
Experiment CMS je jedním ze dvou obecných experimentů určených ke sběru dat z LHC, společně s ATLAS (Toroidální LHC ApparatuS). Imperial's High Energy Physics Group hrála hlavní roli při navrhování a konstrukci CMS a nyní mnoho členů pracuje na misi s cílem najít nové částice, včetně nepolapitelné Higgsovy bosonové částice (pokud existuje), a vyřešit některé z tajemství přírody, například odkud pochází hmota, proč v našem vesmíru není antihmota a zda existují více než tři prostorové dimenze.
