En fysiker vid University of Iowa ligger i framkant i sökandet efter en partikel som saknas som kan bevisa om Higgs -bosonen - som tros ge massa till all materia - existerar.

Usha Mallik och hennes team använde ett bidrag från US Department of Energy för att hjälpa till att bygga en sub-detektor vid Large Hadron Collider, världens största och mest kraftfulla partikelaccelerator, ligger i Schweiz. De kör experiment på sub-detektorn för att söka efter ett par bottenkvarker-subatomära yin-och-yangpartiklar som bör produceras cirka 60 procent av tiden som ett Higgs-boson förfaller.

Bevis på dessa bottenkvarker skulle bekräfta förekomsten av Higgs boson, kallas ibland "Gudspartikeln". Higgs uppenbara upptäckt 2012 verkade stödja standardmodellen, den rådande teorin inom fysiken om hur lagarna som styr universum fungerar.

Men sedan det fyndet, det har hakat på:De nedre kvarkerna som förväntas uppstå från ett Higgs bosons förfall har ännu inte setts, och forskare behöver det för att säkert veta Higgs, faktiskt, existerar.

"Tills vi är säkra på om det är en standardmodell Higgs eller en bedragare blandad med en annan typ av Higgs, vi är desperata efter att lära oss vad som ligger bortom standardmodellen. Higgs är vårt fönster bortom standardmodellen, Säger Mallik.

Fortfarande, uppdraget förblir komplicerat:En Higgs-boson skapas ungefär en gång på 10 biljoner försök. Dessutom, Higgs bosoner förfaller till andra partiklar nästan omedelbart efter att de har producerats, vilket gör det ännu mer utmanande att upptäcka och definiera deras ruttnande beståndsdelar – som bottenkvarkar.

Mallik och hennes team hoppas kunna observera bottenkvarkar genom att följa röran efter kollisionen som uppstår från förfallet av Higgs eller andra nya tunga partiklar som liknar den.

"Det är i grunden att identifiera, plocka den där nålen i höstacken utan att bli lurad av något annat, säger Mallik, som tillbringade det senaste läsåret på ATLAS, en av fyra partikeldetektorer vid Large Hadron Collider. "Det är utmaningen."

Mallik, tre postdoktorer, en doktorand, och en mjukvaruingenjör från UI har alla varit på ATLAS för att sikta igenom den omfattande data som produceras av kollisionerna. Deras arbete finansieras genom programmet High Energy Physics, en del av U.S. Department of Energy's Office of Science.

Anindya Ghosh, en förstaårsstudent på UI från Indien gick med i Malliks grupp 2015 efter att ha hört henne tala året innan vid Indian Institute of Technology i Madras, Indien. Ghosh arbetade med ATLAS-experimenten under större delen av förra sommaren.

Han kallar det "en fantastisk plats" att vara, med hundratals forskare, studenter, och lärare gick med i samma strävan.

"Det är ett riktigt bra tillfälle för en ny student som mig att lära av experterna, " säger Ghosh.

Försöket att förstå universums underlag - och människans existens - har alltid fascinerat Mallik.

"Det har alltid intresserat mig, "säger hon." Hur kom vi till? Vad ledde till vårt universum? Det är en grundläggande fråga i många former. "