Naturens grundläggande krafter är intimt relaterade till motsvarande symmetrier. Till exempel, egenskaperna hos elektromagnetiska interaktioner (eller kraft) kan härledas genom att kräva att teorin som beskriver den förblir oförändrad (eller invariant ) under en viss lokal transformation. En sådan invarians kallas symmetri, precis som man skulle hänvisa till ett objekt som symmetriskt om det ser likadant ut efter att ha roterats eller reflekterats. Den speciella symmetri som är relaterad till krafterna som verkar bland partiklar kallas mätare symmetri .

Det resulterande mäta bosoner som bär krafterna är:den masslösa fotonen för elektromagnetism, de masslösa gluonerna för den starka växelverkan, och de massiva W- och Z-bosonerna för den svaga interaktionen. Om naturen har symmetrier utöver de vi för närvarande känner till, vi kunde observera ytterligare kraftbärande partiklar. Att sådana partiklar inte tidigare har upptäckts tyder på att de kan vara mycket tunga – för tunga för att ha producerats av tidigare partikelkolliderare.

Vi tenderar att tänka på dessa hypotetiska partiklar som ännu tyngre versioner av W- och Z-bosonerna, som är bland de tyngsta fundamentala partiklar som är kända idag, och vi hänvisar till dem som W' och Z' bosoner. Det är värt att notera att det är den stora massan av W- och Z-bosonerna som gör att den svaga interaktionen verkar så svag. Och med W' och Z' bosonerna som tros vara åtminstone några tiotals gånger tyngre än deras motsvarigheter, de skulle behöva förmedla absolut svaga interaktioner. Detta skulle förklara varför sådana interaktioner ännu inte har observerats.

Så, hur kan ATLAS-experimentet upptäcka W' och Z'-bosonerna, borde de finnas? Exakt på samma sätt som W- och Z-bosonerna upptäcktes vid CERN för mer än 30 år sedan. Z'-bosonen förväntas sönderfalla till ett laddat leptonpar (elektron-positron eller myon-antimuon), ger en ren signatur i den annars trånga 13 TeV-kollisionsmiljön. Resten massa (eller invariant massa) av den sönderfallande bosonen beräknas från det uppmätta leptonmomentet. Närvaron av Z'-bosonen skulle visa sig som en "bula" i den annars jämnt fallande invarianta massfördelningen. W'-bosonen förväntas förfalla till en laddad lepton och en neutrino, vilket också är en ren signatur, även om neutrinon inte detekteras och endast delvis rekonstrueras från momentumbalansen i kollisionshändelsen. I detta fall, de tvärgående massa beräknas som en uppskattning av den invarianta massan, och W'-bosonen skulle ses som en bula i motsvarande fördelning.

De uppmätta invarianta massa- och tvärmassfördelningarna visas i figurerna 2 och 3, respektive. Uppgifterna stämmer väl överens med förväntningarna från kända processer, och inga statistiskt signifikanta stötar hittas. Baserat på de förväntade bidragen från hypotetiska W'- och Z'-signaler, visas som öppna histogram i den övre delen av distributionerna, avsaknaden av ett överskott betyder att om W' eller Z' bosonerna existerar, de måste ha massor över ungefär 4-5 TeV, ungefär 50 gånger massan av Z-bosonen. Eftersom ATLAS-experimentet fortsätter att ta data under de kommande åren, det finns fortfarande en chans att en ny symmetri av naturen kommer att avslöjas, potentiellt ge svar på några av de viktigaste öppna frågorna inom grundläggande fysik.