Từ một thông cáo báo chí của Đại học Hoàng gia Luân Đôn:
Các nhà vật lý nói rằng họ gần gũi hơn bao giờ hết để tìm ra nguồn gốc của vật chất tối bí ẩn của Vũ trụ, sau một năm nghiên cứu tốt hơn dự kiến của máy dò hạt Compact Muon Solenoid (CMS), một phần của Máy va chạm Hadron Lớn (LHC) tại CERN ở Geneva .
Các nhà khoa học hiện đã thực hiện đầy đủ các thí nghiệm đầu tiên đập các proton lại với nhau với tốc độ gần như bằng ánh sáng. Khi các hạt nguyên tử phụ này va chạm vào trung tâm của máy dò CMS, năng lượng và mật độ kết quả tương tự như các hạt có mặt trong các sinh vật đầu tiên của Vũ trụ, ngay sau Vụ nổ lớn khoảng 13,7 tỷ năm trước. Các điều kiện duy nhất được tạo ra bởi những va chạm này có thể dẫn đến việc sản xuất các hạt mới tồn tại trong những nguyên bản ban đầu và từ đó biến mất.
Các nhà nghiên cứu nói rằng họ đang trên đường có thể xác nhận hoặc loại trừ một trong những lý thuyết cơ bản có thể giải quyết nhiều câu hỏi nổi bật của vật lý hạt, được gọi là Siêu đối xứng (SUSY). Nhiều người hy vọng nó có thể là một phần mở rộng hợp lệ cho Mô hình chuẩn của vật lý hạt, mô tả sự tương tác của các hạt hạ nguyên tử đã biết với độ chính xác đáng kinh ngạc nhưng không kết hợp được thuyết tương đối rộng, vật chất tối và năng lượng tối.
Vật chất tối là một chất vô hình mà chúng ta không thể phát hiện trực tiếp nhưng sự hiện diện của chúng được suy ra từ sự quay của các thiên hà. Các nhà vật lý tin rằng nó chiếm khoảng một phần tư khối lượng của Vũ trụ trong khi vật chất thông thường và hữu hình chỉ chiếm khoảng 5% khối lượng của Vũ trụ. Thành phần của nó là một bí ẩn, dẫn đến khả năng hấp dẫn của vật lý chưa được khám phá cho đến nay.
Giáo sư Geoff Hall từ Khoa Vật lý tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn, người làm việc trên thí nghiệm CMS, cho biết, chúng tôi đã thực hiện một bước tiến quan trọng trong việc săn lùng vật chất tối, mặc dù chưa có khám phá nào được thực hiện. Những kết quả này đã đến nhanh hơn chúng tôi dự đoán vì LHC và CMS đã hoạt động tốt hơn vào năm ngoái so với những gì chúng tôi dám hy vọng và hiện tại chúng tôi rất lạc quan về triển vọng của việc hạ thấp Siêu đối xứng trong vài năm tới.
Năng lượng được giải phóng trong các va chạm proton-proton trong CMS biểu hiện dưới dạng các hạt bay đi theo mọi hướng. Hầu hết các va chạm tạo ra các hạt đã biết, nhưng trong những trường hợp hiếm hoi, những hạt mới có thể được tạo ra, bao gồm cả những hạt được dự đoán bởi SUSY - được gọi là hạt siêu đối xứng, hoặc sp sparticles. Sparticle nhẹ nhất là một ứng cử viên tự nhiên cho vật chất tối vì nó ổn định và CMS sẽ chỉ ‘nhìn thấy các vật thể này thông qua việc không có tín hiệu của chúng trong máy dò, dẫn đến mất cân bằng năng lượng và động lượng.
Để tìm kiếm các hạt nhân, CMS tìm kiếm các va chạm tạo ra hai hoặc nhiều năng lượng cao ‘phản lực (bó các hạt di chuyển theo cùng một hướng) và thiếu năng lượng đáng kể.
Tiến sĩ Oliver Buchmueller, cũng thuộc Khoa Vật lý tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn, nhưng có trụ sở tại CERN, cho biết, Chúng tôi cần hiểu rõ về các va chạm thông thường để có thể nhận ra những va chạm bất thường khi chúng xảy ra. Va chạm như vậy là rất hiếm nhưng có thể được sản xuất bởi vật lý đã biết. Chúng tôi đã kiểm tra khoảng 3 nghìn tỷ va chạm proton-proton và tìm thấy 13 những người giống như SUSY, xung quanh con số mà chúng tôi mong đợi. Mặc dù không tìm thấy bằng chứng nào cho các hạt nhân, nhưng phép đo này thu hẹp khu vực tìm kiếm vật chất tối đáng kể.
Các nhà vật lý hiện đang mong chờ phiên bản LHC và CMS năm 2011, dự kiến sẽ mang lại dữ liệu có thể xác nhận Siêu đối xứng là một lời giải thích cho vật chất tối.
Thí nghiệm CMS là một trong hai thử nghiệm có mục đích chung được thiết kế để thu thập dữ liệu từ LHC, cùng với ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). Nhóm Vật lý năng lượng cao của Imperial đã đóng một vai trò quan trọng trong việc thiết kế và xây dựng CMS và bây giờ nhiều thành viên đang thực hiện nhiệm vụ tìm kiếm các hạt mới, bao gồm hạt boson Higgs khó nắm bắt (nếu nó tồn tại) và giải quyết một số những bí ẩn của tự nhiên, chẳng hạn như khối lượng đến từ đâu, tại sao không có vật chất chống lại vũ trụ của chúng ta và liệu có nhiều hơn ba chiều không gian.
