Da un comunicato stampa dell'Imperial College di Londra:
I fisici affermano di essere più vicini che mai a trovare la fonte della misteriosa materia oscura dell'Universo, dopo un anno di ricerca migliore del previsto al rivelatore di particelle a solenoide compatto (CMS), parte del Large Hadron Collider (LHC) al CERN di Ginevra .
Gli scienziati hanno ora condotto la prima serie completa di esperimenti che frantumano i protoni quasi alla velocità della luce. Quando queste particelle subatomiche si scontrano nel cuore del rivelatore CMS, le energie e le densità risultanti sono simili a quelle che erano presenti nei primi istanti dell'Universo, immediatamente dopo il Big Bang circa 13,7 miliardi di anni fa. Le condizioni uniche create da queste collisioni possono portare alla produzione di nuove particelle che sarebbero esistite in quei primi istanti e da allora sono scomparse.
I ricercatori affermano di essere sulla buona strada per essere in grado di confermare o escludere una delle teorie primarie che potrebbero risolvere molte delle questioni in sospeso della fisica delle particelle, nota come Supersimmetria (SUSY). Molti sperano che possa essere una valida estensione per il Modello Standard della fisica delle particelle, che descrive le interazioni delle particelle subatomiche conosciute con una precisione sorprendente ma non riesce a incorporare la relatività generale, la materia oscura e l'energia oscura.
La materia oscura è una sostanza invisibile che non possiamo rilevare direttamente ma la cui presenza è dedotta dalla rotazione delle galassie. I fisici ritengono che costituisca circa un quarto della massa dell'Universo mentre la materia ordinaria e visibile costituisce solo circa il 5% della massa dell'Universo. La sua composizione è un mistero, che porta a intriganti possibilità di fisica finora sconosciuta.
Il professor Geoff Hall del Dipartimento di Fisica dell'Imperial College di Londra, che lavora all'esperimento CMS, ha dichiarato: “Abbiamo fatto un importante passo avanti nella caccia alla materia oscura, sebbene non siano state ancora fatte scoperte. Questi risultati sono arrivati più rapidamente di quanto ci aspettassimo perché lo scorso anno LHC e CMS hanno funzionato meglio di quanto avessimo osato sperare e ora siamo molto ottimisti sulle prospettive di fissare la Supersimmetria nei prossimi anni. ”
L'energia rilasciata nelle collisioni protone-protone nel CMS si manifesta come particelle che volano via in tutte le direzioni. La maggior parte delle collisioni produce particelle note ma, in rare occasioni, ne possono essere prodotte di nuove, comprese quelle previste da SUSY, note come particelle supersimmetriche o "sparticelle". La sparticella più leggera è un candidato naturale per la materia oscura in quanto è stabile e il CMS "vedrebbe" questi oggetti solo in assenza del loro segnale nel rivelatore, portando a uno squilibrio di energia e quantità di moto.
Al fine di cercare sparticelle, CMS cerca collisioni che producono due o più "getti" ad alta energia (mazzi di particelle che viaggiano approssimativamente nella stessa direzione) e una significativa energia mancante.
Il dottor Oliver Buchmueller, anche del Dipartimento di Fisica dell'Imperial College di Londra, ma che ha sede al CERN, ha dichiarato: “Abbiamo bisogno di una buona comprensione delle collisioni ordinarie in modo da poter riconoscere quelle insolite quando si verificano. Tali collisioni sono rare ma possono essere prodotte dalla fisica nota. Abbiamo esaminato circa 3 trilioni di collisioni protone-protone e trovato 13 "SUSY-like", attorno al numero che ci aspettavamo. Sebbene non sia stata trovata alcuna prova per le sparticelle, questa misurazione restringe significativamente l'area per la ricerca della materia oscura ".
I fisici non vedono l'ora della corsa del 2011 di LHC e CMS, che dovrebbe portare dati che potrebbero confermare la Supersimmetria come una spiegazione per la materia oscura.
L'esperimento CMS è uno dei due esperimenti di uso generale progettati per raccogliere dati dall'LHC, insieme ad ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). Il gruppo di fisica ad alta energia di Imperial ha svolto un ruolo importante nella progettazione e costruzione del CMS e ora molti dei membri stanno lavorando alla missione per trovare nuove particelle, tra cui la sfuggente particella di bosone di Higgs (se esiste) e risolvere alcuni dei misteri della natura, come la provenienza della massa, il motivo per cui non esiste antimateria nel nostro Universo e se esistono più di tre dimensioni spaziali.
