Mörk materia, som tros stå för nästan en fjärdedel av materien i universum (men har ännu inte observerats), har förbryllat fysiker i decennier. De letar ständigt efter något överraskande att dyka upp i experiment – ​​resultat som avviker från standardmodellen som definierar elementär fysik.

Det är inte konstigt att forskarvärlden var full när ett experiment vid CERN, känd som ATLAS, upptäckte en liten avvikelse i ett experiment i juli 2018. Forskare trodde att de äntligen kunde ha upptäckt bevis på ny fysik, vilket kan vara ett tecken på partiklar av mörk materia. Men en nyligen genomförd förbättring av mätningen genom CMS-samarbetet gav resultat som nästan överensstämmer med standardmodellens förväntningar. Resultaten publicerades i januarinumret av CERN kurir .

"Vi ville producera ett mer exakt resultat än vad ATLAS hade, så vi förbättrade sättet vi rekonstruerar kvantiteter genom att använda en bättre korrigeringsalgoritm, och våra resultat indikerar att det kanske inte har varit någon avvikelse där, sa Andreas Jung, en biträdande professor i fysik och astronomi vid Purdue University. "Detta betyder inte att det inte händer något intressant här, det betyder bara att vi inte har data för att bevisa det just nu."

Standardmodellen förklarar hur materiens grundläggande byggstenar samverkar. Den förklarar kemiska reaktioner, radioaktiva sönderfall, elektrodynamik och mer — men inte gravitation eller mörk materia. Det är den bästa beskrivningen av den subatomära världen, men det berättar inte hela historien.

Det är det som ännu inte finns med i standardmodellen, eller något som kan motsäga det, som fysiker letar efter. De använder främst partikelacceleratorer, lekfullt kallad "atomkrossare" av vissa, i dessa experiment.

Compact Muon Solenoid (CMS) är en av fyra detektorer vid världens största och mest kraftfulla partikelaccelerator, Large Hadron Collider. Kollideren använder elektromagnetiska fält för att driva laddade partiklar till relativistiska hastigheter och höga energier, innehåller dem i strålar och skickar dem att slå in i varandra. Processen förblir ganska stabil under hela CMS-datainsamlingsprocessen, men hur informationen från detektorn analyseras och bearbetas justeras hela tiden.

"Detektorn har hål, ineffektivitet och saknad täckning. Allt detta måste redovisas, och processen för det kallas datautveckling eller datakorrigering, ", sa Jung. "Vi utvecklade en förbättring av denna utvecklingsmetod som ger ett resultat som är mindre känsligt för indatamodellen."

I takt med att metoderna för att tolka data förbättras, själva kollideraren tar lite ledigt från experiment för renoveringar. Medan fysiker, ingenjörer och tekniker arbetar för att göra maskinen starkare och effektivare, forskare kommer att sålla igenom den otroliga mängden orörd data som har samlats in hittills. Trots att vi inte ser några starka avvikelser från standardmodellen som vi känner den, Jung är fortfarande hoppfull.

"Vissa tror att det finns en medlare som pratar med partiklar av mörk materia. Om så är fallet, och det kopplas till Higgs, vi kanske kan se det i toppkvarkfysik, " sa han. "Vi har bara tittat på en bråkdel av den data vi har samlat in hittills. Det kan fortfarande finnas något där."

Matthew Jones, en docent i fysik och astronomi vid Purdue, är också medlem i CMS Collaboration, som sammanför medlemmar av partikelfysikgemenskapen från hela världen i en strävan att främja mänsklighetens kunskap om själva de grundläggande lagarna i vårt universum. CMS har över 4, 000 partikelfysiker, ingenjörer, datavetare, tekniker och studenter från cirka 200 institut och universitet från mer än 40 länder.